Post Icon



Корабли не тонут


Проект "Почему не тонут корабли?"

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Эммаусская СОШ»

Калининский район

Почему корабли не тонут?

Выполнил обучающийся 1 «Б» класса:

Хорьков Антон

Руководитель : Галашан Т.А.,

учитель начальных классов

Эммаусс

2015 г.

Содержание

1.Введение ………………………………………………………… 3

2. Основная часть …………………………………………………. 4 - 6

1) История вопроса

2) Почему корабли не тонут – проведение опытов;

3) Модели кораблей.

3. Заключение ………………………………………………………. 7

4. Список использованной литературы ………………………….. 8

5. Приложение …………………………………………………….. 9 - 11

Введение

Однажды, у меня возник вопрос: «Почему корабли не тонут?», ведь я, не умея плавать, даже в море зайти боюсь, а корабли?

Я решил заняться исследованием этого вопроса.

В школе, на одном из уроков окружающего мира, я вспомнил о своей проблеме. Многих одноклассников заинтересовал мой вопрос.

Таким образом, мой вопрос стал открытым, и моя цель исследования ответить на вопрос: «Почему корабли не тонут?».

Задачи, которые я поставил:

1) Собрать и проанализировать информацию о причинах плавания кораблей;

2) Разработать серию опытов, объясняющих, что позволяет кораблям держаться на воде;

3) Изготовить корабли из бумаги и пластилина;

4) Сделать выводы.

Объект исследования: Причины плавания кораблей.

Предмет исследования: Изучение взаимодействия жидкости и предметов, помещенных в нее.

Гипотеза:

Корабль не тонет, потому что он имеет особую форму и строение.

Основная часть

1) История вопроса

Судостроение, если верить историческим фактам, зародилось еще до начала нашей эры. Историки утверждают, что еще в Древних Египте и Китае существовало большое количество кораблей, которые обычно использовались для торговли и военных нужд.

Если говорить о восточных славянах, которых с определенной натяжкой можно смело называть нашими предками, то еще в седьмом веке они строили суда, которые состояли из каркасной основы, а обтягивали их чаще всего кожей. Однако всего несколько столетий спустя появились корабли с полностью дощатой обшивкой.[2]

Почему корабли не тонут, в отличие, например, от утюга? Они же тоже железные? Потому что на них (как и на утюг) действует сила, действие которой впервые описал древнегреческий учёный Архимед.

Согласно выводам Архимеда на всякое тело, погружённое в жидкость, постоянно действует выталкивающая сила и величина её равна весу вытесненной этим телом воды. Если эта архимедова сила больше или равна весу тела, то оно не утонет. Корабли не тонут именно по этой причине. [1]

Нетрудно догадаться, что тело большого размера (объёма) вытеснит значительно больше воды, чем маленькое тело одинакового с ним веса и если утюг «раскатать» в достаточно тонкий лист фольги, то, аккуратно опущенный на поверхность воды, он будет на ней держаться. 

Железные суда проектируют и строят с таким расчётом, чтобы при погружении они вытесняли огромное количество воды, вес которой равен их весу в загруженном состоянии (это называется водоизмещением корабля). В этом случае на них будет действовать выталкивающая архимедова сила соответствующей величины. Вот одна из причин, почему корабли не тонут.

Можно объяснить, почему корабли не тонут, немного по-другому: тела, плотность которых меньше плотности воды, свободно плавают по её поверхности. Корабль внутри имеет множество пустых, наполненных воздухом помещений и средняя его плотность значительно меньше плотности воды. [3]

2)Почему корабли не тонут – проведение опытов.

Из энциклопедии я узнал, что корабли строят так, чтобы они в воде не утонули.

Грузовая ватерлиния - это контроль-отметка, до которой можно загружать судно, она всегда находится над водой.

Днище корабля специально делают такой формы, что когда корабль наклоняется вбок, он волей-неволей стремится опять выпрямиться.

Палубы на корабле закрывают его нутро как хорошие крышки. Поэтому вода не попадает в него, и даже в самый сильный шторм корабль не становится заметно тяжелее. Конечно, если надежно задраены палубные люки.[1]

Далее я решил разобраться в этом вопросе практическим путём.

Опыт 1. Влияние формы на плавучесть корабля.

Поочередно погружаем в воду, предметы из металла. Как видно, круглый металлический шарик утонул, а с таким же весом металлическая глубокая тарелка – нет.

Опыт 2.

Берем пластилин, погружаем его в воду и видим, что он утонул.

Придаем пластилину форму корабля, погружаем его в воду и видим, что он не утонул, а поплыл. Ура! Волшебство свершилось, тонущий материал плавает на поверхности!

Вывод: Корабль не тонет, потому что имеет особую форму и строение, гипотеза верна.

Оказывается, когда-то давно древнегреческий учёный Архимед исследовал проблему плавучести тел и сформулировал закон: на всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости, который известен сейчас как Закон Архимеда.

3) Модели кораблей

Ребята моего класса решили в ходе моего исследования научиться делать простые корабли – из бумаги. Предлагаю несколько вариантов моделей кораблей. Данные модели представлены в Приложении .

Заключение

Я нашёл ответы на свой вопрос «Почему корабли не тонут».

1. Корабли не тонут, потому что на них действует выталкивающая (подъемная) сила, по закону Архимеда, направленная вверх и равная весу жидкости, вытесненной кораблем.

2. Корабль будет находиться на плаву до тех пор, пока его вес будет меньше или равен весу вытесненной им жидкости, что достигается, в том числе и наличием прослойки воздуха в отсеках корабля, а воздух легче воды

3.Выталкивающая (подъемная) сила зависит от плотности жидкости. Следовательно, в море, где вода солёная (с большей плотностью), выталкивающая сила, действующая на корабль больше, чем в реке или озере, где вода пресная.

4. Корабли специально строят такой формы и такого строения, чтобы они не тонули.

Конечно, есть еще много того, что я не понимаю, например физические понятия, законы, формулы, но, думаю, в старших классах я смогу разобраться в этом вопросе подробнее.

Список использованной литературы

1. Перля З. Н. Корабли / З. Н. Перля: детская энциклопедия, том 3 «Числа и фигуры, вещество и энергия». – Москва: «Издательство Академии Педагогических Наук РСФСР», 1960. – С. 443-459.

2. Сахарнов С. В. Плывут по морям корабли / С. В. Сахарнов, К. Д. Арон // «Едем, плаваем, летаем». – Москва: «Детская литература», 1993. – С. 7-36. 3. 3. Ушаков С. З. Плавание тел / С. З. Ушаков: детская энциклопедия, том 3 «Числа и фигуры, вещество и энергия». – Москва: «Издательство Академии Педагогических Наук РСФСР», 1961. – С. 279-288.

Использование Интернет-ресурса:

  1. http://www.elfik.by.yandex.ru

  2. http://www.1september.ru/2006/02/07.htm

  3. http://www.vseznayem.ru/detskiye-pochemu-o-tekhnike/60-pochemu-korabli-ne-tonut

  4. http://pochemu.su/pochemu-korabli-ne-tonut/

  5. http://ppt4web.ru/fizika/korabli-pochemu-oni-ne-tonut.html

  6. http://shishkinles.ru/shishkinles/Matilda/sovinform/zasedaniya/Pochemu_korabli/

  7. http://nsportal.ru/ap/ap/drugoe/pochemu-ne-tonut-korabli

  8. http://www.docme.ru/doc/42594/pochemu-ne-tonut-korabli

  9. http://www.bolshoyvopros.ru/questions/179788-pochemu-korabli-ne-tonut.html

  10. http://www.maaam.ru/detskijsad/-pochemu-korabli-ne-tonut.html

Приложение

Модель 1. Бумажный кораблик.

Берём лист бумаги и складываем его пополам, углы листа подгибаем на сгибе к центру, затем загибаем кверху свободные нижние края, загибаем на противоположную сторону углы краёв.

Следующий этап сводим противоположные углы получившегося треугольника.

У нас должна получиться фигура как на рисунке.

Далее подгибаем нижние углы, каждый со своей стороны, к верхушке.

У получившегося треугольника сводим противоположные углы и последнее, берёмся за верхние уголки и разводим их в стороны.

Модель 2. Лодочка.


Модель 3. Пароход.


Модель 4.

Для изготовления нам понадобится квадратный лист бумаги.

Подгибаем все 4 угла  к центру листа и это действие производим еще два раза.

Окончательно переворачиваем нашу конструкцию, отгибаем и раскрываем два противоположных квадратных «гнёздышка». 

Два других противоположных «гнёздышка» оттягиваем в стороны за уголки.

Сделайте несколько корабликов оригами разного цвета и размера. Советуем вам делать кораблики из бумаги, которая плохо впитывает воду, чтобы они дольше не размокали в воде. Еще можно окунуть бумажные кораблики в расплавленный пчелиный воск или парафин, тогда они станут водонепроницаемыми.

Почему корабль не тонет?

Для того чтобы суда путешествовали через открытое море, они должны выдерживать огромную нагрузку: вес корабля вместе с экипажем, багажом, принадлежностями и пассажирами. Секрет того, почему корабли не тонут, заключается в том, что они делают это с небольшой помощью принципов плотности и плавучести.

Интересно, что круизные суда могут весить от 65 до 70 тысяч тонн. Они вытесняют эквивалентное количество воды, когда надавливают на океан, который тем временем подталкивает и удерживает корабль на плаву. Вот почему корабли не тонут.

Именно по этой причине инженеры, говоря о тяжести корабля, упоминают перемещение, а не вес. Чтобы не утонуть, круизный корабль должен вытеснить свой вес в воде до того, как он погрузится в воду. С технической точки зрения сконструировать такой круизный корабль, который будет менее плотным, чем вода под ним, сложнее.

Понять, почему железные корабли не тонут, проще на следующем примере: нужно представить себе разницу между сбросом шара для боулинга в воду и попыткой погрузить в воду надувной мяч. Боулинг-шар не может вытеснить достаточное количество воды, прежде чем он погрузится, поэтому он опускается. Пляжный мяч делает противоположное и остается на плаву.

Элементарная физика: почему корабль не тонет

Инженеры помогают кораблям достичь плавучести, выбирая легкие, прочные материалы и рассеивая вес корабля по всему корпусу. Корпус корабля под основной палубой, как правило, очень широкий и имеет глубокую базовую линию, или же так называемую нижнюю часть. Такие большие суда, как грузовые, морские, транспортные и круизные, обычно используют вытеснительные корпуса или корпуса, которые отводят воду в сторону, чтобы оставаться на плаву. В этом и заключается весь ответ на вопрос, почему металлические корабли не тонут.

Форма корпуса — залог успеха

Корпус перемещения с круглым дном выглядит как большой прямоугольник с закругленными краями для рассеивания сопротивления или силы, действующей против движущегося объекта. Закругленные края минимизируют силу воды против корпуса, позволяя крупным тяжелым кораблям двигаться плавно.

Если бы вы каким-то образом вытащили круизный корабль из воды и посмотрели на него в нескольких сотнях метров, корпус выглядел бы как огромная прописная буква «U» в зависимости от размера киля. Киль бежит от носа к корме и действует как костяк корабля.

О недостатках распространенной формы корпуса

Как и все, что происходит в нашей жизни, корпусы с круглым дном имеют свои преимущества и недостатки. В отличие от лодки с V-образным корпусом, которая поднимает из воды волны, круглое дно позволяет судну двигаться по воде плавно, делая такие средства передвижения чрезвычайно стабильными и мореходными. Пассажиры на этих кораблях редко ощущают какое-либо раскачивание или движение «вбок».

Лодки с круглыми корпусами движутся плавно, но сопротивление воды делает их чрезвычайно медленными. Они могут плыть быстро только в случае, если к ним будет добавлен двигатель большой мощности. Тем не менее потребность в стабильности и плавности хода превосходит общую скорость, что делает корпус с круглым дном подходящим для круизных судов.

Корпус-защитник

Стоит отметить, что корпус судна — не только ответ на вопрос, почему корабли не тонут: корпус, помимо всего прочего, выполняет стабилизирующую и защитную функции. Рифы, песчаные отмели и айсберги могут разрывать стекловолокно, композитные материалы и даже сталь. Чтобы предотвратить катастрофические повреждения, судостроители обычно строят круизные суда с использованием сверхпрочной стали и вставляют двойные корпусы в качестве дополнительной меры предосторожности. Конструкция с двойным корпусом представляет собой корпус внутри корпуса, например шину с внутренней трубкой.

К сожалению, несчастных случаев не избежать. Чтобы предотвратить крушение кораблей, в случае если что-то проникло в первые две линии обороны, по всей внутренней части корпуса устанавливаются вертикальные водонепроницаемые разделители, известные как переборки. Эти разделители удерживают поврежденные корабли на плаву, останавливая входящую воду в специальных отсеках, тем самым предотвращая затопление всего судна. Таким образом, весь секрет того, почему корабль не тонет даже при повреждениях, заключается в разработке инженерами правильного корпуса судна.

Почему судно плавает. Конспект занятия «Почему не тонут корабли

города Новосибирска«Кадетская школа- интернат

«Сибирский Кадетский Корпус»

Исследовательская работа по теме

«Почему железные

корабли не тонут?»

Выполнил: ученик 4 «Б» класса
МБОУ КШИ «СКК»
ЕрощенкоАлександр ПетровичРуководитель: Бандурко Наталья Владимировна, учитель первой категории

2016-2017 учебный год


СОДЕРЖАНИЕ

I .Введение……………………………………………………………...

II. Основная часть………………………………………………….…….

II. 1.Из истории кораблестроения……………………..…………………………..............

II. 2. Строение корабля………………………………………………….

III. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………….

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………............

V. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………....

VI .ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………….

Введение

Я учусь в Кадетском корпусе и в будущем мечтаю стать капитаном корабля. Сраннего детства меня интересовал вопрос:-Как так? Бросишь в воду камень,он сразу же начинает тонуть, а большие многотонные корабли держатся на плаву и не тонут. Я решил найти объяснение этого вопроса с помощью познавательной литературы, интернет – ресурсов и опытов.

В моей работе «Почему железные корабли не тонут?» представлены исторические сведения о кораблестроении,об устройстве кораблей. Описание опытов.

Цель моего исследования: выяснить, почему железные корабли не тонут.

Задачи:

1. Собрать информацию о причинах, по которым корабли держатся на плаву.

2. Собрать и проанализировать информацию о плавучести тел.

3 .Провести опыты, позволяющие выяснить условия, при которых тела плавают в воде.

4. Сделать выводы, выполнить презентацию, представить свою работу одноклассникам.

Гипотезы:

1 . А что если корабли не тонут из – за своей формы?

2 . Стальные корабли не тонут, потому что они легче воды, так как в них есть воздух.

Объект исследования: причины плавания кораблей.

Предмет исследования: изучение взаимодействия жидкости и предметов, помещённых в неё.

Методы исследования:

Анализ литературы, Интернет – ресурсов и других источников;

Проведение опытов

Практическая значимость : не всегда можно найти ответ на поставленный вопрос в учебнике. Появляется потребность получить этот ответ из жизненного опыта, наблюдений за окружающей действительностью, из результатов собственных экспериментов, которые позволяют расширить знания по данной теме, готовить и самостоятельно демонстрировать опыты, объяснять их результаты. Данная работа дает возможность сформировать представление об архимедовой силе, продолжить формирование умений устанавливать причинно-следственные связи между фактами, явлениями и причинами, также результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, при проведении классных часов, внеклассных мероприятий.

Проблема исследования: почему же такие огромные и тяжёлые корабли не тонут? Что позволяет им не только держаться на воде, но и перевозить тяжёлые грузы?

II. Основная часть

II.1. Из истории кораблестроения

Люди с давних времён хотели научиться плавать. Первыми плавательными средствами были связанные брёвна, плоты и челноки, выдолбленные из брёвен. Постепенно плавательные средства улучшались.

Существует финикийская легенда о первом мореходе. Им был тирийский дровосек Ус. Однажды Ус настолько увлекся работой, что не заметил, как лес загорелся и он оказался в огненном полукольце. Пожар был сильный, так что пробиться сквозь него было невозможно. Что делать: утонуть в море или сгореть заживо? Ус выбрал первое: он срубил высокий кедр, очистил его от веток, столкнул на воду и устремился на нем в море.Так был найден способ преодолевать моря и океаны. Не исключено, что бревно или, скорее всего, несколько бревен, скрепленных между собой (плот), и были «первым плавающим кораблем». Во всяком случае, плот был известен всем народам и сохранил свою популярность и в эпоху весел, и в наше время.

Плот - самое надежное плавучее средство передвижения. Он не может утонуть, даже если бы пытался. Но у плота есть и недостатки: он малоскоростной и плохо управляемый, не спасает от непогоды. И люди обращаются к другому древнейшему плавучему средству - лодке.

Человек быстро понял, что для мореходства годятся всевозможные материалы, и начал изобретать самые разнообразные плавательные средства. Долгое время именно судостроение, прошедшее путь от примитивных плотов и долбленых пирог до великолепных клиперов, было ведущей силой технического прогресса, а нужды навигации направляли развитие науки - астрономии, математики, механики. В 19 веке паровые двигатели заменили парус, а вместо дерева начали использовать сталь. В настоящее время корабли представляют собой огромные лайнеры и авианосцы, которые бороздят просторы мирового океана и могут месяцами не заходить в порт.

II.2. Строение корабля

У каждого корабля своё предназначение, но у любого судна есть основные части: корпус корабля, нос, корма. Корабль имеет продолговатую форму, чем-то напоминающую глубокую тарелку. Палубы на корабле закрывают его как крышки. Также, я узнал, что на корабль наносится специальная линия (ватерлиния – контрольная отметка, до которой можно загружать судно). Если она видна над поверхностью воды, то беспокоиться не стоит. Если линия скрылась под водой - вероятность его затопления возрастает.К какому бы виду или классу не относилось плавательныесредство, ему присущи общие элементы конструкции. В первую очередь, конечно, корпус, на котором установлены надстройки различного назначения, мачты и рубки. Важным элементом всех судов являются двигатели и движители, в общем, силовые установки. Для жизнедеятельности плавательныесредства имеют значение устройства, системы, электрооборудование, трубопроводы и оборудование помещений.

Носом называется передняя, кормой – задняя оконечности корпуса, его боковые поверхности – бортами . Правый борт по ходу движения моряки называют штирбортом , левый – бакбортом .


Нос корабля Корма

Дном или днищем называется нижняя часть корабля, палубами – горизонтальные перекрытия. Трюм корабля – это самое нижнее помещение, которое находится между днищем и нижней палубой. Межпалубное пространство называется твиндеком.

Палуба Трюм



Твиндек Трюм

Тип судна обуславливает и форму корпуса, и его размеры. Корпус корабля состоит из набора и обшивки. Переборки и палубы – это элементы, присущие определенным типам судов. Обшивка может быть изготовлена из дерева, как в древности и сегодня, пластмасс, сваренных между собой или склепанных стальных листов или даже железобетона. С внутренней стороны для поддержания прочности и формы корпуса обшивка и палуба подкреплены набором жестко скрепленных между собой балок, деревянных или стальных, которые располагаются в поперечном и продольном направлениях. В оконечностях корпус чаще всего заканчивается прочными балками: в корме - ахтерштевнем , а в носу - форштевнем . В зависимости от типа судна обводы носовой части могут быть разными. От них зависит уменьшение сопротивления движению судна, обеспечение маневренности и мореходных качеств.Подводный нос корабля уменьшает сопротивление воды, а значит, увеличивается скорость судна, и уменьшается расход топлива. А на ледоколах форштевень сильно наклонен вперед, за счет чего судно наползает на лед и разрушает его своей массой.

Строение корабля – не только корпус и надстройки, это еще и судовые устройства, специальное оборудование и палубные механизмы, обеспечивающие эксплуатацию судна. Без рулевого или якорного устройства не представляют корабль даже люди, далекие от кораблестроения. А еще на каждом судне есть буксирное, швартовое, шлюпочное, грузовое устройства. Все они приводятся в действие и обслуживаются палубными вспомогательными механизмами, к которым относятся рулевые машины, буксирные, грузовые и шлюпочные лебедки, насосы и многое другое. Судовые системы – это многие километры трубопроводов с насосами, приборами и аппаратами, при помощи которых откачивается вода из трюмов или стоки, подается питьевая вода или пена при пожаре, обеспечивается отопление, кондиционирование и вентиляция. Механизмы машинного отделения обслуживаются топливной системой для питания двигателей, воздушной для подачи сжатого воздуха, охлаждения двигателей. С помощью электрооборудования обеспечивается освещение на судне и работа механизмов и устройств, которые питаются от судовой электростанции.

Изучив данную информацию, мне по прежнему осталось непонятно – почему под водой мы можем поднять с легкостьюкамень, который с трудом поднимаем в воздухе. Если погрузить пробку подводу и выпустить её из рук, то она всплывёт. Когда мы плаваем в воде нашетело выталкивает на поверхность какие-то силы. Как можно объяснить этиявления? Почему такие большие корабли, сделанные из металла, перевозяттяжелые грузы, плавают и не тонут? Для выяснения этих вопросов я провел опыты, описанные в практической части.

    Практическая часть

Опыт № 1 «Плавучесть разных материалов»

Определяем плотность.

Опыт 1. Все мы знаем, что, если бросить в воду деревянную доску, то она будет лежать на ее поверхности, а вот металлический лист такого же размера сразу начинает тонуть. Почему так происходит? Это определяется не весом предмета, а его плотностью. Плотность – это масса вещества, заключенная в определенном объеме.

Опыт 2. А, что произойдет, если кубики опустить в воду? Как видно из опыта камень и металл утонули – их плотность больше плотности воды, а пенопласт и дерево нет – их плотность меньше плотности воды. Значит, любой предмет будет плавать, если его плотность меньше плотности воды.

Следовательно, корабль, чтоб он держался на воде, надо сделать так, чтобы его плотность была меньше плотности воды. Предположим, делать его из такого материала, который имеет плотность меньше плотности воды и не тонет – например, из дерева. Из истории мы знаем, что человек именно из дерева делал вначале плоты, а затем лодки, используя свойство дерева–плавучесть. Сегодня мы видим много кораблей сделанных из металла, но они не тонут. Причина в том, что их корпус наполнен воздухом. Воздух намного менее плотное вещество, чем вода. У корабля образуется, как бы общая, суммарная плотность воздуха и металла. В результате этого средняя плотность корабля вместе с огромным объемом воздуха в его корпусе становится меньше плотности воды. Потому-то и не тонет тяжелый корабль. Подтвердим это опытом.

Опыт 3. Мы взяли кубики одинакового размера 70×40х50 мм из разного материала - металл, дерево, камень и пенопласт и взвесили их. И увидели, что кубики имеют разный вес, а следовательно, и разную плотность. Вес кубика из: камня –264г, пенопласта - 3 г, металла - 1020 г, дерева – 70 г.

Отсюда сделали вывод, что из кубиков самый плотный материал – это металл, затем камень, дерево и пенопласт.

Опыт 4. Опустим в воду плоский лист металла – он сразу же тонет, а любая посудина с бортами остается на плаву - в ней образуется запас плавучести. Туда даже можно положить груз. Так же действует спасательные средства: жилет или круг, одетый на человека. С их помощью удается удержаться на плаву до прибытия спасателей.

Выталкивающая сила

Кроме того на погруженное в воду тело действует выталкивающая сила. На рисунке мы видим, что на тело со всех сторон действуют силы давления.

Опыт 5. Мячик с воздухом внутри, погруженный в воду, с силой вылетает из нее вверх. Это действует на мяч выталкивающая сила (сила Архимеда). Она то и удерживает корабль на плаву и позволяет кораблю плавать.

1-Силы поддержания; 2-Давление воды на борт судна. Отчего же зависит действие выталкивающей силы? Первое – это от объема корабля и второе - от плотности воды, в которой корабль плавает. Эта сила тем больше, чем больше объем погруженного тела. Проверим это опытом.

Опыт 6 . Положим на плавающую доску небольшой груз –они тонут. А вот объем надувной лодки значительно больше, и она может выдержать даже несколько человек. Второе - выталкивающая сила меняется с увеличением плотности воды. Плотность воды можно увеличить, если ее сильно-сильно посолить. Докажем это следующим опытом.

Опыт 7. Мы залили шарики желтый и оранжевый в соленую воду и опустили их в пресную воду аквариума – они утонули. А зеленый и синий шарики с пресной водой – остаются наплаву. Следовательно, плотность соленой воды увеличилась.

Опыт 8. Опустим картофелину в емкость с солений водой – она остается на плаву. Затем опустим картофелину в емкость с пресной водой –она утонула.

Из проведенного опыта видно, что в соленой воде на плаву удерживаются те предметы, которые прежде тонули.

На основании проведенного исследования можно сделать выводы о том, что железные корабли не тонут и плавают потому, что :

1. Корабль обладает достаточным запасом плавучести.

2 .На корабль действует выталкивающая сила (сила Архимеда), направленная вверх. По закону Архимеда эта сила равна весу жидкости, вытесненной кораблем. Согласно выводам Архимеда на всякое тело, погружённое в жидкость, постоянно действует выталкивающая сила и величина её равна весу вытесненной этим телом воды. Если эта архимедова сила больше или равна весу тела, то оно не утонет. Корабли не тонут именно по этой причине. Нетрудно догадаться, что тело большого размера (объёма) вытеснит значительно больше воды, чем маленькое тело одинакового с ним веса и если утюг «раскатать» в достаточно тонкий лист фольги, то, аккуратно опущенный на поверхность воды, он будет на ней держаться. Железные суда проектируют и строят с таким расчётом, чтобы при погружении они вытесняли огромное количество воды, вес которой равен их весу в загруженном состоянии (это называется водоизмещением корабля) . В этом случае на них будет действовать выталкивающая архимедова сила соответствующей величины. Вот одна из причин, почему корабли не тонут. Можно объяснить, почему корабли не тонут, немного по-другому: тела, плотность которых меньше плотности воды, свободно плавают по её поверхности. Корабль внутри имеет множество пустых, наполненных воздухом помещений и средняя его плотность значительно меньше плотности воды. Поэтому корабли не тонут.

III. Заключение

Из литературы и Интернет- источников я узнал много интересного о кораблях и их способности держаться на поверхности воды.В ходе своего исследования я выяснил, что ошибался, когда думал, что в кораблестроении используются специальные лёгкие материалы. Но мои предположения о том, что стальные корабли не тонут, потому что имеют особую форму, оказались верны.Ещё я выяснил, что широкие корабли с высокими бортами вытесняют огромный объём воды, а чем больше объём воды, тем больше её отталкивающая сила. Это закон, который сформулировал древнегреческий учёный Архимед. Именно эта сила позволяет кораблям держаться на поверхности воды и перевозить многотонные грузы.

    Список используемой литературы

    Большая иллюстрированная энциклопедия школьника М. «МАХАОН», 2003 – 51 с.

    А. Дитрих, Г. Юрмин, Р. Кошурникова «Почемучка» М. «Педагогика», 1991 – 160-164 с.

    Л.А. Горев "Занимательные опыты по физике" М. Просвещение, 1985– 27-31.

    Сахарнов С. В. Плывут по морям корабли [Текст] / С. В. Сахарнов, К. Д. Арон // «Едем, плаваем, летаем». – Москва: «Детская литература», 1993. – С. 7-36.

Приложение1

Легенда об Архимеде

Сила тяжести, действующее на тело, всегда направлена вниз и обусловлена

притяжением Земли. Однако на тело, погруженное в жидкую или

газообразную среду, действует еще какая–то сила, направленная вверх,

против силы тяжести. Эта сила называется выталкивающей силой Архимеда

– по имени древнегреческого учёного Архимеда, открывшего закон

плавающих тел. Этот закон гласит, что на тело, погруженное в жидкость,

действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной этим

телом. Согласно легенде, Гиерон, тиран Сиракуз, поручил Архимеду

выяснить, сделана ли его корона целиком из золота или же в нее подмешано

серебро. Эта задача занимала Архимеда довольно долго, пока не помог

случай. Однажды, принимая ванну, Архимед заметил, что чем больше он

погружается в воду, тем больше воды выливается из ванны. Он понял, что

это явление даст ему ключ к разгадке задачи, в восторге выскочил из ванны и

побежал по городу, восклицая: «Эврика, эврика!» (Нашёл, нашёл!). Для того,

чтобы раскрыть мошенничество с короной, Архимед применил следующий

метод: он опустил в сосуд, наполненный водой, золотой слиток того же веса,

что и корона, а потом собрал и взвесил вылившуюся воду. Потом он опустил

в сосуд слиток серебра того же веса, что и корона и нашёл, что воды

вылилось больше. Это объясняется тем, что при одинаковом весе объём

серебра превышает объём золота. Повторив опыт с короной вместо слитков,

Архимед получил результат, лежащий где–то посередине между

результатами двух предыдущих опытов.

После этого он заключил, что корона сделана не из чистого золота. Таким образом, Архимед заложил основы гидростатики - одного из разделов механики.

Приложение 2

Опыт №1.

Опыт№2.

Опыт№3.

Опыт№ 4 .


Опыт №5.

Опыт№6.

Опыт№7.

В настоящее время кораблестроение хорошо развито. Громадные стальные и железные суда бороздят просторы океана. Однако у многих возникает вопрос: почему корабль не тонет? Ведь его масса огромна, и он должен утонуть сразу же, как только окажется на воде.

Почему корабль не тонет? Физика в кораблестроении

Для того чтобы объяснить такое интересное явление, необходимо обратиться к закону великого ученого Архимеда. Закон звучит следующим образом: жидкость выталкивает любые тела с такой силой, которая равняется весу жидкости в объеме погруженной в нее части тела. Если говорить более простыми словами, то звучит это примерно так: чем больше площадь корабля, тем тяжелее он может быть и при этом не утонуть. А значит, большая площадь позволяет использовать такие тяжелые материалы, как сталь или железобетон, которыми и пользовались США для кораблестроения в начале 20-го века.

К тому же большая площадь дает возможность нагружать судно грузом. Плавучесть корабля поддерживается объемом воздуха, который заключен в объем всего судна. Стоит отметить, что воздух в 825 раз легче, чем вода. Это же и является ответом на вопрос, почему корабль не тонет. Ведь именно из-за образования так называемой воздушной подушки и при использовании закона Архимеда удается строить стальные судна, которые не уходят под воду.

Почему корабль не тонет? Инженерная часть

Кроме закона Архимеда и принципа воздушной подушки, инженеры кораблестроения используют еще кое-что. Это называется принцип рычага. Он обеспечивает плавучесть судна, а также его способностью сопротивляться ветру и волнам. Проектирование корабля можно рассмотреть на обычном тазике, плавающем в ванной. Если оставить предмет в небольшом объеме воды, то плавать он будет постоянно, а вот если перенести его в речку и пустить по воде, то через определенный период тазик наполнится жидкостью из-за ветра и волн и, естественно, утонет.

Этот же принцип сработает и на громадном стальном корабле, если он будет характеризоваться малой остойчивостью. Ею называют способность корабля сохранять устойчивую позицию на воде. Зависимость этого показателя происходит от того места, в котором расположен центр тяжести судна. Чем выше поднимается этот центр, тем легче будет ветру и волнам перевернуть судно.

Это говорит о том, что остойчивость малая. Именно по этой причине все современные судна строятся с расчетом на то, что все тяжелые части вроде ходовых двигателей и т. д. располагаются в нижней части судна. Строительство кораблей также проходит с небольшим нюансом. Чтобы увеличить остойчивость и уменьшить риск потопления судна, конструкторы оборудуют дно корабля специальными свинцовыми накладками, которые исполняют роль утяжелителей.

Правила морехода

В настоящее время довольно распространенно использование компьютерных программ при погрузке продукции на судно. Программа берет на себя расчеты размещения груза. Основное правило, которому следует компьютер, - это сохранение плавучих качеств корабля. То есть погрузка должна осуществляться равномерно, чтобы не перегрузить один из бортов, что сместит центр тяжести и потопит судно.

На корабле есть ответственный за погрузку человек. Чаще всего это старший помощник капитана. Распределение веса на судне должно идти таким образом, чтобы наиболее тяжелые грузы размещались в трюме, а более легкие - на палубе корабля. Еще одним из важнейших правил является закрытие отсеков во время пробития борта корабля. При нормальном состоянии каждый из отсеков открыт, однако в случае пробоя, отделение герметизируется закрытием двери. Проектирование корабля осуществляется таким образом, чтобы не создавать слишком большие отсеки, а разбивать все пространство на несколько мелких.

Управление судном

Если более полно отвечать на вопрос, почему корабль не тонет, то стоит отметить, что важным фактором является и профессиональное управление судном. Одно из основных правил управления им заключается в том, что нельзя поворачивать судно "лагом к волне". Это правило касается экстренных ситуаций, к примеру попадания в шторм. Лаг - это бок. Другими словами, нельзя разворачивать корабль боком, иначе вероятность того, что сильная волна его опрокинет, очень велика. Важно понимать, что единственное, что удерживает судно на воде, - это остойчивость и плавучесть, а потому все правила управления, погрузки и т. д. выполнять строго обязательно.

А вы когда-нибудь задумывались, почему корабль не тонет? Если построить плот из древесины, то он сможет благополучно плыть по воде. Но если смастерить его из металла или же камня, то он погрузится на дно. Объяснить подобное явление не составит труда. Ведь или металла отличается от плотности дерева. Об этом рассказывают на уроках физики. Дело в том, что значительно меньше, чем плотность металла. При этом показатель выталкивающей силы воды значительно выше, чем показатель силы тяжести, которая действует на плот. С металлом же все несколько иначе. Его плотность достаточно высока, и не способна преодолеть В результате этого плот тонет. Но почему корабль не тонет сейчас, когда изготавливают их именно из металла?

Если обшить дерево

В былые времена корабли строили только из древесины. Но все меняется. Теперь судна строят из более надежного и крепкого материала - металла. Но почему корабль не тонет? Он же получается тяжелее? В чем причина? Может, внутри судна больше древесины, чем металла?

Если взять дерево и обшить его очень тонким листовым металлом, то конструкция не будет тонуть. Это явление можно объяснить, проведя некоторые подсчеты. Итак, средняя плотность конструкции будет меньше, чем Вот простые цифры. Если взять массу дерева 100 килограмм при плотности в 600 килограмм на метр кубический, а металлическую обшивку весом в 20 килограмм и плотностью 7800 килограмм на метр кубический, то общий вес судна будет составлять всего 120 килограмм, а объем - 0,168 метров кубических. Остается найти среднюю плотность конструкции. Для этого нужно массу разделить на объем. В результате получается примерно 714 килограмм на метр кубический. Данный показатель меньше, чем у воды. Это говорит о том, что деревянное судно, предварительно обшитое листовым металлом, тонуть не будет. Ведь плотность воды составляет 1000 килограмм на метр кубический.

Современные конструкции

Конструкция корабля достаточно проста. Можно не обшивать дерево металлом. Достаточно оставить внутри конструкции пустую полость, в которую вода попадать не будет. Конечно, это выражение немного не правильно. Полость будет заполнена воздухом. Ведь плотность этой смеси веществ составляет всего 1,29 килограмм на метр кубический.

Вот находясь на большой глубине. Ведь внутри конструкции существуют полости больших размеров, которые заполнены воздухом. Благодаря этому, плотность всего корабля значительно меньше плотности воды. В результате этого выталкивающая сила держит конструкцию на плаву.

Почему вода не попадает внутрь корабля

Конечно, если в полости попадет вода, то корабль неизбежно пойдет ко дну. Чтобы этого не произошло, в той части конструкции, которая располагается под водой, делаются перегородки. В итоге образуются отсеки. При этом делаются они герметичными. Благодаря этому, вода, попавшая в один отсек, не может попасть во второй. Если же в корпусе появилась пробоина, то судно ко дну не пойдет. Затоплен будет только тот отсек, куда поступает вода. Остальные же останутся заполнены воздухом.

Как перевозят грузы

Корабль, как правило, имеет вес. И он равен массе воды, объем которой занимает судно в море. Конечно, океанский корабль вряд ли будет плавать пустым. Обычно с помощью судна перевозят не только людей, но и большие грузы. Пустой корабль весит значительно меньше. Значит, и осаживаться в воде он будет неглубоко. Если же судно нагрузить, то оно осядет больше. Но почему корабль не тонет даже с большим грузом?

Обычно на корпусе судна проводится черта - ватерлиния. Корабль не должен погружаться под воду ниже этого указателя. В противном случае он будет перегружен, и любая большая волна может затопить конструкцию.

Если вы построите деревянный плот, то сможете плыть на нем. Если же вы построите плот из железа или какого-нибудь другого металла, то он пойдет ко дну. Причина того, что деревянный плот не тонет, а железный тонет, кроется в разной плотности дерева и железа. Дерево менее плотный материал, чем вода, поэтому выталкивающая сила воды больше силы тяжести, действующей на деревянный плот (или больше его веса). Железо плотнее воды, и ее выталкивающая сила не способна преодолеть вес железного плота.

В прежние времена корабли и лодки строили в основном из дерева. Сейчас же они преимущественно сделаны из металлов. В чем же фокус? Почему корабли не тонут? Может быть внутри корабля много дерева, и оно «побеждает» железо?

Конечно, если взять большую доску и обшить ее сверху тонким листом металла, то вся конструкция не потонет. Ведь ее средняя плотность окажется меньше плотности воды. Если, например, плотность дерева равна 600 кг/м 3 , и доска имеет массу 100 кг, а железная обшивка имеет плотность 7800 кг/м 3 и массу 10 кг. То общая масса составит 120 кг, а общий объем 100 / 600 + 10 / 7800 ≈ 0,1667 + 0,0013 = 0,168 (м 3). Отсюда находим среднюю плотность конструкции 120/0,168 ≈ 714 (кг/м 3). Это меньше плотности воды (1000 кг/м 3), значит, конструкция будет плавать.

Однако, на самом деле все еще проще. Зачем обшивать дерево? Можно просто оставить внутри пустую полость и сделать так, чтобы туда не попадала вода. Точнее не пустую, а заполненную воздухом. Плотность воздуха всего 1,29 кг/м 3 .

Именно поэтому корабли, сделанные из металлов, плавают. Внутри них существуют большие полости, заполненные воздухом. В результате этого средняя плотность корабля меньше плотности воды, и выталкивающая сила удерживает корабль на плаву.

Если в полости корабля попадет вода, то он конечно же затонет. Чтобы возможность затопления свести на минимум, в подводной части корабля строят перегородки. В результате получаются отсеки, в которых вода из одного не может попасть в другой. Если корабль получит пробоину, то затопится только отсек в месте пробоины. Остальные останутся заполненными воздухом и будут удерживать корабль на плаву.

В любом случае корабль имеет вес. Этот вес равен весу воды, объем которой корабль «занимает» собой в море.

Как известно, корабли плавают не просто так, а перевозят различные грузы и людей. Пустой корабль весит меньше, а значит меньше будет «осаживаться» в море. Если его нагрузить, то корабль осядет в воду глубже. При чрезмерной нагрузке, корабль может вообще уйти под воду и утонуть.

Поэтому на корпусе судов отмечают специальную линию (ватерлинию ). Судно не должно погружаться в воду так, чтобы эта линия оказалась под водой. Иначе любая сильная волна, плеснув воду на корму, может легко затопить корабль.

С другой стороны, пустое судно не должно быть слишком легким. Иначе его подводная часть будет слишком маленькой по отношению к надводной. В таком случае волны и ветер могут опрокинуть корабль.

Корабль, загруженный по ватерлинию, вытесняет самый большой объем воды. Вес этой воды называется водоизмещением конкретного судна. Грузоподъемность судна - это разность между водоизмещением и весом пустого судна; или, проще говоря, разность между загруженным кораблем, когда он имеет осадку по ватерлинию, и весом судна без груза.

Которые тяжелее воды, и конструировать дирижабли и воздушные шары, способные плавать в воздухе. В спасательный жилет накачивают , поэтому он помогает человеку держаться на воде.

Почему предметы плавают

Если погрузить тело в воду, оно вытеснит некоторое количество воды. Тело занимает место, где раньше была вода, и уровень поды поднимается. Если верить легенде, древнегреческий ученый (287 - 212 до н.э.), находясь в ванне, догадался, что по­груженное тело вытесняет равный объем воды. На средневековой гравюре изображен Архимед, совершивший свое открытие. Сила, с которой вода выталкивает погруженное и нее тело, называется силой выталкивания . Когда она равна весу тела, тело плавает и не тонет. Тогда вес тела равен весу вытесненной им воды. Пластмассовый утёнок очень лёгкий, поэтому достаточно небольшой силы выталкивания, чтобы удержать его на поверхности. Сила, направленная вниз (вес тела) за­висит от плотности тела. Плотность представляет собой отношение массы тела к его объему. Стальной шар тяжелее яблока того же размера, так как он плотнее. Частицы вещества в шаре упакованы более плотно. Яблоко может плавать в воде, но стальной шар тонет.

Чтобы тело не тонуло, его плотность должна быть меньше плотности воды. В противном случае выталкивания воды недостаточно, чтобы удержать тело на поверхности. Относительной плотностью тела называется его плотность по от­ношению к плотности воды. Относительная плотность воды равна единице, значит, если относительная плотность тела больше 1, оно утонет, а если меньше - будет плавать.

Закон Архимеда

Закон Архимеда гласит, что сила выталкивания равна весу жидкости, вытесненной погруженным в неё телом. Если сила вытал­кивания меньше веса тела, то оно тонет, если она равна весу тела, оно плавает.

Как плавают корабли

В наши дни корабли делают из стали, ко­торая в 8 раз плотнее воды. Не тонут же корабли потому, что их общая плотность меньше плотности воды. Корабль - это не цельный кусок стали (подробнее о стали в статье « «). В нем множества полостей, поэтому его вес распределяется по большому пространству, что и приводит к небольшой общей плотности. «Морской гигант» — одно из самых больших судов мира – весит 564 733 тонны. Благодаря большим размерам выталкивающая сила для него очень велика.

Если хотите увидеть, как действует сила выталкивания, бросьте в сосуд с водой глиняный шарик. Он утонет, и уровень воды поднимется. Отметьте фломастером новый уровень воды. Теперь слепите из этой же глина лодочку и осторожно опустите её на воду. Как видите, вода поднялась ещё выше. Лодочка вытесняет больше воды, чем шарик, а значит, и сила выталкивания больше.

Грузовые марки

Грузовые марки - это линии, начерченные на борту . Они показывают, сколько груза судно может выдержать тех или иных условиях. Так, поскольку холодная вода плотнее теплой, она выталкивает судно сильнее. Значит, судно может взять па борт больше груза. Солёная вода плотнее пресной, следовательно, в пресной воде судно следует меньше нагружать. Изобрел грузовые марки Сэмюэл Плимсолл (1824-1898). Когда судно погружается в воду до соответствующей линии (см. рис.), оно считается полностью нагруженным. Значение буквенных символов: TF – пресная вода тропики, SF – пресная вода летом, T – солёная вода тропики, S – солёная вода летом, W – солёная вода зимой, WNA – Сев. Атлантика зимой.

Воздухоплавание

Тела могут летать по тем же причинам, по каким они плавают в воде. На них действу­ет сила выталкивания воздуха. Плотность воздуха так мала, что в нем могут плавать очень немногие тела. Это, на­пример, баллоны с горячим воздухом, который менее плотен, чем холодный. Воздушные шары можно также наполнить гелием или другими газами, которые легче воз­духа.

Суда и лодки

Когда-то лодки и суда плавали, повинуясь силе ветра или мускульной силе человека. Создание позволило кораблестроителям использовать винты, толкающие судно сквозь толщу воды. В последнее время появились суда на подводных крыльях. «Великобритания» (построен в 1843 году) – первый железный корабль с гребным винтом. Его приводил в движение паровой двигатель. Корабль был также оснащён парусами. Контейнеровозы перевозят грузы в больших металлических ящиках. Их можно быстро погрузить на судно и сгрузить обратно при помощи кранов. Одно судно может принять на борт до 2000 контейнеров. Танкеры перевозят и про чие жидкости в баках, расположенных в трюмах. Некоторые танкеры в 20 раз длиннее теннисного корта.

Корабли не тонут, а почему люди тонут?

Не совсем так, как выдвинул свою версию плавучести автор вопроса..

Можно провести опыт: взять широкую алюминевую кастрюлю и положить на поверхность воды водоёма..

И кастрюля... не потонет, хотя имеет плоское дно..

Мало того, существуют лодки-плоскодонки, которые вполне способны перевозить грузы и людей..

Форма судна именно клином обусловлено требованием устойчивости, или как говорят на флоте - остойчивости, всё связано с положением центра тяжести и метацентра: при отклонении судна от вертикали между этими точками возникает реактивный момент пары сил, который будет стараться вернуть на место корабль..

Плоскодонки же должны иметь для остойчивости более широкое дно, ведь чем большую площадь опоры имеет предмет, тем тяжелее его перевернуть..

Теперь о физике процесса: когда корабль попадает на воду, то он ... начинает фактически тонуть, т.е. погружается в воду, при этом вниз тянет сила тяжести, но при погружении всё большая часть воды вытесняется судном и появляется и возрастает сила Архимеда, толкающая корабль вверх..

И тут всё зависит от высоты бортов судна: нужно, чтобы при погружении судно не черпануло воды, т.е. судно погружается, сила тяжести постоянна, архимедова растёт, вроде бы хорошо, но вот как только они уравниваются борта судна становятся на уровне кромки воды, в судно заливается вода и оно тонет..

Также может может потонуть судно, если имеет такую осадку, что кромка воды окажется слишком близко от борта и небольшой ветер накреняя судно даёт возможность залиться воде внутрь и потопить..

Для исключения этого корабли проектируют с достаточно большой разницей между уровнем воды и бортами при наибольшем грузе, кроме того делают сверху перекрытие, называемое палубой, по ней залившееся вода стекает обратно не попадая в трюм..

Насчёт тела человека: многое зависит от воды, так например на поверхности Мёртвого моря человек, даже не умеющий плавать не утонет, поскольку вода ооочень солёная, чем преснее вода, тем плавучесть человека уменьшается..

А так для пресной воды средняя плотность тела человека чуть больше и он тонет, но если он наберёт в лёгкие воздуха, то уже начинает всплывать..

Почему корабли не тонут?

Когда мы прыгаем в бассейн, мы опускаемся на дно, как камень, брошенный в воду. А вот корабли-гиганты — сухогрузы или авианосцы — плавают по поверхности воды. Как это возможно? Почему корабли не тонут?

Большие корабли, такие как авианосец USS Enterprise, плывут, а не тонут. С другой стороны, все легкие вещи, такие как шарикоподшипники, моментально опускаются на дно. Не размер определяет, плавает что-то или тонет.Так в чем ключ?

Архимед - первый мореплаватель

Все тела на Земле, будь то над водой или под водой, имеют удельный вес. Более 2200 лет назад Архимед заметил, что существует зависимость между весом тела, погруженного в воду, и объемом вытесненной воды. Это так называемый Закон Архимеда заставляет современные корабли плавать по морям и океанам. Но Архимед тогда не думал о кораблях.

Принцип парусности кораблей был сформулирован 2200 лет назад Архимедом

. Его задачей было оценить, была ли корона Гиерона II, царя Сиракуз, сделана из чистого золота или же в ней была примесь серебра.Архимед пришел к выводу, что если бы корона была сделана из чистого золота, то она занимала бы меньше места, чем корона с примесью серебра того же веса - потому что серебро не такое плотное, как золото. Сравнив объем короны, измеренный количеством вытесненной воды, с объемом того же веса золота и серебра, он смог ответить на вопрос царя. Оказалось, что корона Гиерона II не из чистого золота.

После этого события Архимед начал опыты, на основании которых сформулировал закон плавучести.Оказалось, что любые погруженные в воду предметы, в том числе и корабли, могут плавать, если вес вытесняемой ими воды равен их собственному весу.

Почему корабли плывут?

Корабли плывут, потому что они полые и их вес правильно распределен. Кусок стали, помещенный в воду, быстро утонет, а сталь в форме чаши будет плавать на нем. Это связано с тем, что вес комка сосредоточен в небольшом пространстве и равномерно распределен в чаше.

Все корабли ходят по одному принципу

Именно этот факт делает все корабли похожими по форме. Глубина осадки корабля зависит от формы корпуса и его веса. При заданной загрузке корабля он вытесняет столько воды, сколько объем погруженной части. Глубина погружения каждого корабля определяется в момент его проектирования — инженеры, имеющие компьютерные модели корпуса, способны определить, как изменится объем погружаемой части при дополнительной загрузке или пассажирской загрузке.

.

Почему корабли плывут? | MarynarzSwiata.pl

Привет,

Сегодняшнюю тему поднял один из вас. Он хотел, чтобы я как можно проще объяснил, почему такие большие корабли плывут по воде, а брошенный в воду камень тут же тонет. В статье ниже я постараюсь объяснить это.

Много-много лет назад, более 2000 лет, если быть точным, жил греческий математик, которого звали Архимед. Он обнаружил связь необычным образом, а именно, во время купания заметил, что вода, вытесненная его телом, вылилась из него, поэтому он понял, что существует связь между весом и объемом воды, а отсюда и закон Архимеда , или закон плавучести, возник.

Применяется не только к людям, которые купаются в воде, но и к другим объектам, таким как корабли или плавучие воздушные шары. Но сегодня речь пойдет о первом, так что приступим к делу.

Определенная часть корабля погружается в воду и поднимается с силой, равной весу воды, которую он вытесняет из своего центра тяжести. Корабль и его пустоты внутри также имеют некоторую общую плотность (сумма конструкции корабля с воздухом внутри него).Следовательно, ее плотность ниже, чем у воды, и корабль в этой ситуации не тонет. Однако эта зависимость работает до определенного момента, пока не будет превышена максимальная осадка судна, при которой судно теряет запас плавучести (как раз за счет изменения полной плотности).

На судах имеются так называемые грузовые марки (знак Плимсолла), которые указывают максимальную осадку судна при определенных условиях. Пресная и теплая вода имеет другую плотность, чем соленая или холодная вода, и, следовательно, другую глубину.

Также важна форма корабля, а также равномерное распределение массы корабля по всей его длине, а значит, равномерное перемещение массы воды и ее обратная связь с одинаковым распределением силы.

Я надеюсь, что описание поведения этого физического закона в природе на данный момент понятно.

Если у вас есть другие вопросы по конкретному предмету, напишите мне, я постараюсь все объяснить.

.

Почему корабли не тонут? by aszusciel on Genially

Почему корабли

Яхты предназначены для туристических и спортивных целей, а
и корабли используются для перевозки людей и грузов.
Некоторые из них небольшие, предназначены только для нескольких человек, а другие мощные, позволяющие перемещать тысячи тонн товаров или сотни людей
из одного места в другое.

Когда мы прыгаем в бассейн,

мы идем ко дну как
камень брошенный

в воду. А вот корабли-гиганты — сухогрузы или авианосцы — плавают по поверхности воды.

Как это возможно?

Почему корабли не тонут?

Архимед -

первый мореплаватель

2200 лет назад греческий математик Архимед, войдя в ванну, открыл закон плавучести, объясняющий, почему сегодняшние
стальных кораблей могут плавать на воде.
Ученый заметил, что вода
, вытесненная телом, вылилась
за пределы ванны. Он понял, что существует связь между его весом и объемом вытесненной воды. Он был так взволнован открытием, что якобы голый выбежал на улицу, крича
Эврика!

Архимед провел опыты, на основании которых сформулировал закон плавучести, заключив, что такой предмет, как корабль, может плавать,
если вес вытесняемой им воды равен его собственному весу.

Почему корабли
не тонут,
или физика на практике

Корабли плывут, потому что они пусты
внутри и имеют правильно распределенный вес. Кусок стали, помещенный в воду, быстро утонет,
, а сталь в форме чаши будет плавать на нем.
Это связано с тем, что вес куска концентрируется в небольшом пространстве,
равномерно распределяется в чаше.

Именно этот факт делает
все корабли одинаковой формы. Глубина осадки корабля зависит
от формы корпуса и его веса.
При заданной загрузке корабля он вытесняет столько воды, сколько объем погруженной части. Глубина погружения каждого корабля определяется в момент его проектирования — инженеры, имеющие компьютерные модели корпуса, способны определить, как изменится объем погружаемой части при дополнительной загрузке или пассажирской загрузке.

Спасибо за внимание :)

.90 000 почему корабль плывет - Pytaj.onet.pl -

ПОЧЕМУ КОРАБЛЬ ПЛЫЕТ?
Когда Архимед обнаружил, что тело, погруженное в жидкость, поднимается с силой, равной весу вытесненной им жидкости, он в волнении побежал по улицам, разнося весть. По сей день корабли пользуются этим законом и плавают, а вода неизменно поддерживает его. Корабль занимает определенное пространство ниже поверхности моря, поэтому выталкивающая сила равна весу воды, которая вытесняется из объема, занимаемого подводной частью корпуса.Можно сказать, что вода пытается выдавить корабль с занятого им места. Поэтому, если вес корабля, включая все, что на нем, меньше веса вытесненной корпусом воды, корабль не утонет. Кроме того, правила определяют, на какую глубину может быть погружено судно, благодаря чему т.н. запас плавучести. Так что не будем удивляться тому, что корабль из тяжелой стали не тонет - внутри достаточно легкого воздуха и средняя плотность корабля несомненно меньше, чем у воды.
[ССЫЛКА]

Когда Архимед обнаружил, что тело, погруженное в жидкость, поднимается с силой, равной весу вытесненной им жидкости, он в волнении побежал по улицам, разнося весть. По сей день корабли пользуются этим законом и плавают, а вода неизменно поддерживает его. Корабль занимает определенное пространство ниже поверхности моря, поэтому выталкивающая сила равна весу воды, которая вытесняется из объема, занимаемого подводной частью корпуса. Можно сказать, что вода пытается выдавить корабль с занятого им места.Поэтому, если вес корабля, включая все, что на нем, меньше веса вытесненной корпусом воды, корабль не утонет. Кроме того, регламент определяет глубину погружения корабля, благодаря чему
снабжен так называемым запас плавучести. Так что не будем удивляться тому, что корабль из тяжелой стали не тонет - внутри достаточно легкого воздуха и средняя плотность корабля несомненно меньше, чем у воды.
[ССЫЛКА].

Почему так часто тонут лодки и что с этим делать? | ShipsHistoryczne.pl

Каждый год тонут десятки тысяч лодок всех типов и размеров, большинство из них в доках. Точное количество неизвестно, так как нет агентства, которое ведет статистику. Но просто спросите любую морскую страховую компанию, и они скажут вам, что это число слишком велико. На самом деле затопление является основной причиной серьезных морских потерь и одной из главных причин, по которой морская страховка стоит так дорого.

Это тема, которую большинство владельцев лодок, вероятно, сочтет неактуальной. В конце концов, можно сказать, что лодки тонут не так уж часто — и обычно это потому, что какой-нибудь дурак не держал свою лодку должным образом. Если вы склонны так думать, я предлагаю вам прочитать немного больше. Помните, что если ваша лодка утонет, у вас возникнут серьезные проблемы независимо от того, застрахована она или нет. Потеря личных вещей и штраф за загрязнение из-за топлива или масла являются дополнительными потерями, которые могут не покрываться вашим полисом.

Почему лодки тонут?

Это правда, что многие лодки тонут, потому что люди пренебрегают ими и позволяют им тонуть. Но главной причиной того, что лодка затонула, была плохая конструкция и использование некачественных материалов. В этом посте я покажу вам, как выполнить простую проверку, которая гарантирует, что ваша лодка вряд ли утонет в ближайшее время.

Во-первых, давайте разберемся с плохим дизайном. Также фактом является то, что общенациональное исследование судостроительной отрасли показало, что 64% ​​всех строителей не имели подготовленного проектировщика с точки зрения персонала, тем более что этот проект не был одобрен обученной варшавской аварийно-спасательной службой.Это означает, что многие лодки проектируются людьми с меньшим опытом. Еще один фактор заключается в том, что стиль важнее функциональности и практичности, из-за чего лодки часто обречены тонуть.

Тип плохой конструкции, из-за которой лодка тонет, делится на две категории:

- основная конструкция корпуса
- внутренние системы.

Проблемы с протекающими пластиковыми люками можно довольно легко решить, просто заменив их на кусок пластика (не оргстекла), приклеенный и привинченный к палубе вместо пластикового люка.Да, это затруднит доступ к насосу.

Лодки без транца в последнее время все чаще появляются на рынке, и многие из них имеют только некачественную конструкцию. Лодка без транца не является достаточно мореходной, если внутренние отсеки корпуса не являются полностью водонепроницаемыми. Такого почти никогда не бывает, так как строители никогда не ставят на палубах абсолютно водонепроницаемых люков.

Они совершают ошибку, игнорируя вероятность того, что в какой-то момент судно столкнется с обстоятельствами, когда волны ударятся о несуществующий транец, затапливая палубу и тем самым подвергая опасности судно и его пассажиров.В этих условиях отсутствие транца становится очень опасным. Если вы владелец такой лодки, то лучше подумать, как ее использовать.

.

Попробуйте свои силы в воде! Дополнительный набор в Поморские паруса знаний

11:04, 23.03.2022 | P.S.

"Pomorskie Żagle Wiedzy - Sopot" - это программа, в рамках которой юные любители мореплавания - учащиеся начальных школ Сопота - могут научиться, среди прочего, почему корабли не тонут и как проверить чистоту воды, а также попробовать свои силы в воде на практических занятиях. Последние свободные места ждут абитуриентов до 1 апреля. Участие в проекте бесплатное.

Городская коммуна Сопота и Сопотский педагогический центр в Центре непрерывного образования в Сопоте реализуют проект в рамках Меры 03.02. Общее образование Региональной оперативной программы Поморского воеводства на 2014-2020 годы «Поморские дорожки Wiedzy - Сопот».

В рамках проекта проводятся внеклассные занятия для учащихся II-VII классов начальных школ г. Сопота:

  • Для чего нужен корабль и почему он не тонет,
  • Мы построим лодку и проверим, почему она плавает,
  • Сколько живут рыбы и чем они питаются,
  • Как проверить чистоту воды,
  • Курс безопасного поведения на воде с курсом первой помощи,
  • Практикумы по профориентации - 2 часа (для II-V классов) и 6 часов (для VI и VII классов).

- "Pomorskie Żagle Wiedzy - Sopot" - это еще одна программа, которая предлагает учащимся сопотских школ интересную возможность учиться, расширять свои знания и пользоваться нашим естественным преимуществом, которым являются воды Балтийского моря, - говорит Магдалена Чаржинская-Яхим. , вице-президент Сопота. - Уже почти 15 лет у нас существует бесплатная муниципальная программа обучения парусному спорту «Сопот под жаглами», наши ученики добиваются успеха благодаря «Здольны з Поморья - Сопот», и теперь я призываю вас принять участие во внеклассных мероприятиях, сочетающих страсть и развитие.

Семинары в некоторых школах уже начались, но в некоторых группах остались последние места.

Для студентов, участвующих в проекте, также были подготовлены поездки в Морской музей и Центр тюленей Морского вокзала в Хеле, поездки в порт или на верфь, совмещенные с мастер-классами.

Дополнительным развлечением станет участие в практических внеклассных мероприятиях: на катерах «Оптимист» (II – V классы) и катамаранах (VI – VII классы), по 2 часа в неделю в период май-июнь и сентябрь-октябрь, круизы по реке Альф яхта через Гданьский залив.Занятия будут проходить во второй половине дня, с понедельника по пятницу и по субботам.

Проект реализуется после школы в течение учебного года.

В группах еще есть места для желающих. Достаточно до 1 апреля этого года. обратитесь к школьному аниматору по морскому и парусному спорту в вашем учреждении, который предоставит подробную информацию и документы для найма, которые необходимо заполнить.

ждут юных любителей моря
  • в начальной школе № 1 Себастьян Щенсны,
  • в начальной школе № 7 Павел Солецкий,
  • в начальной школе № 8 Мариола Козеровска,
  • в начальной школе № 9 Барбара Ксенжек.

Уважаемые студенты, мы призываем вас принять участие, не упустите этот шанс!

Источник: Мэрия Сопота

.

Секрет грузовых кораблей, которые тонут, когда их груз внезапно конденсируется

Подумайте об опасных грузах, токсичных отходах или взрывчатых веществах. Но зернистые грузы, такие как дробленая руда и минеральные пески, ежегодно приводят к гибели многих кораблей. В среднем за последнее десятилетие ежегодно в море теряется десять «навалочных» грузов.

Твердые навалочные грузы, определяемые как сыпучие материалы, загружаемые непосредственно в трюм корабля, могут внезапно переходить из твердого состояния в жидкое в результате процесса, известного как сжижение.Это может иметь разрушительные последствия для любого корабля, который их перевозит, и их экипажа.

В 2015 году балкер Bulk Jupiter водоизмещением 56 000 тонн затонул примерно в 300 км к юго-западу от Вьетнама, в результате чего выжил только один из 19 выживших. Это привело к предупреждению Международной морской организации о возможном сжижении относительно нового боксита с насыпным грузом (алюминиевая руда).

Многое известно о физике разжижения сыпучих материалов от геотехнических сооружений и землетрясений.Сильные подземные толчки повышают давление в грунтовых водах до такого уровня, что почва «уплотняется». Однако, несмотря на наше понимание этого явления и рекомендации по предотвращению его возникновения, оно по-прежнему приводит к тому, что корабли тонут и уносят их прочь.

Стационарные навалочные грузы

Твердые сыпучие материалы обычно представляют собой «двухфазные» материалы, поскольку они содержат воду между твердыми частицами. Когда частицам позволяют соприкасаться друг с другом, трение между ними приводит к тому, что материал ведет себя как твердое тело (даже при наличии жидкости).Но по мере увеличения давления воды силы между частицами уменьшаются и прочность материала уменьшается. Когда трение падает до нуля, материал ведет себя как жидкость (даже если твердые частицы все еще присутствуют).

Постоянный объемный груз, который, по-видимому, стабилен на причале, может конденсироваться по мере того, как давление в воде между частицами возрастает, когда он загружается на корабль. Это особенно вероятно, если, как это обычно бывает, груз загружается ленточным конвейером от причала до трюма, что может включать значительный уклон.Вибрация и движение судна от двигателя и моря во время рейса также могут повысить давление воды и привести к разжижению груза.

Когда твердый навалочный груз сжижается, он может сместиться или соскользнуть в трюм корабля, что сделает корабль менее устойчивым. Сжиженный груз может полностью соскользнуть в одну сторону трюма. Если он восстановит свою прочность и вернется в твердое состояние, груз останется смещенным, в результате чего корабль будет постоянно наклоняться или «целиться» в воду.Затем груз может повторно конденсироваться и двигаться дальше, увеличивая угол крена.

В какой-то момент угол крена становится настолько большим, что вода затекает в корпус через крышки люков, или корабль перестает быть достаточно устойчивым, чтобы оправиться от качки, вызванной волнами. Вода также может перемещаться из груза на его поверхность в результате разжижения, а затем отслоение этой свободной воды может еще больше повлиять на остойчивость судна. Пока заводи не будут остановлены, кораблю грозит затопление.

Международная морская организация имеет коды, определяющие допустимое количество влаги в навалочных грузах для предотвращения образования конденсата. Почему это происходит?

Технический ответ заключается в том, что существующие инструкции по укладке и транспортировке навалочных грузов слишком упрощены. Конденсация зависит не только от того, сколько влаги имеет массовый груз, но и от других свойств материала, таких как гранулометрический состав, объемное соотношение твердых частиц и воды и относительная плотность груза, а также от способа загрузки и движения судна во время рейса. .

Производство и транспортировка новых материалов, таких как бокситы, и повышенная обработка традиционной руды перед транспортировкой означают, что перевозится больше грузов, поведение которых изучено недостаточно. Это увеличивает риск разжижения груза.

Коммерческие программы также играют важную роль. Например, давление на груз корабля быстро приводит к увеличению нагрузки, даже если это может повысить давление воды в грузах.Стремление доставить тот же груз, в котором он был загружен, может помешать персоналу судна обезвоживать свой груз во время рейса.

Какое решение?

Чтобы решить эти проблемы, судоходная отрасль должна лучше понимать поведение материалов, которые в настоящее время перевозятся в навалочных грузах, и рекомендовать соответствующие тесты. Новые технологии могут помочь. Датчики в трюме корабля могут контролировать давление воды в насыпном грузе. Либо можно контролировать поверхность груза, например, с помощью лазера, чтобы выявить любые изменения его положения.

Задача состоит в том, чтобы разработать технологию, которая была бы достаточно дешевой, быстрой в установке и достаточно прочной, чтобы выдерживать погрузку и разгрузку. Если эти проблемы будут преодолены, объединение данных о давлении воды и грузопотоке с информацией о погоде и движении судов может генерировать предупреждение в режиме реального времени о том, собирается ли груз разжижаться.

После этого экипаж может принять меры для предотвращения слишком сильного повышения давления воды в грузе, например, путем слива воды из трюма (чтобы уменьшить давление воды) или изменить курс судна, чтобы избежать особенно плохой погоды (чтобы уменьшить движение корабля).Если бы это было невозможно, они могли бы эвакуировать корабль. Таким образом, можно было бы исключить жидкую конденсацию навалочных грузов, и меньше кораблей и экипажей было бы потеряно в море.

.

Смотрите также