Физика

Предыдущая страница Физика Следующая страница

Водный транспорт

Возможность плавания кораблей, пароходов и др. основана на законе Архимеда. Тело, имеющее полости, куда жидкость не проникает при плавании, вытесняет такой же объем жидкости, как и сплошное тело. Поэтому и выталкивающая сила для такого тела та же, что и для сплошного. Но масса тела с полостями меньше. Вытесненный объем жидкости оказывается больше объема, занятого веществом тела плотностью (рис. 1). Поэтому оно может плавать даже в том случае, если . Так, стальной корабль вытесняет объем воды во много раз больший, чем объем стали, из которого сделан корпус судна. Вес воды, вытесняемой подводной частью, равен силе тяжести, действующей на корабль с грузом.

Вытесненный объем жидкости

Рис. 1

Глубину, на которую корабль или другое судно погружается в воду, называют осадкой.

Наибольшая допускаемая осадка отмечена на корпусе красной линией, называемой ватерлинией. Вес воды, вытесняемой судном при погружении до ватерлинии, называется водоизмещением судна.

Разность между водоизмещением судна и весом самого судна определяет грузоподъемность этого судна.

Для кораблей и подводных лодок важен вопрос об устойчивости их равновесия при плавании, которая зависит от соотношения силы тяжести и архимедовой силы, а также от взаимного расположения центра давления и центра тяжести. Для подводных лодок условием устойчивого равновесия является расположение центра тяжести ниже центра давления.

При наклонении кораблей изменяется форма вытесняемого объема, а следовательно, и положение центра давления относительно корабля. Равновесие корабля будет устойчивым, если точка пересечения вертикали, проведенной через центр давления, со средней линией судна (так называемый метацентр) лежит выше центра тяжести. При этом устойчивость кораблей возрастает при увеличении расстояния между центром тяжести и метацентром. Поэтому центр тяжести корабля должен быть как можно ниже: тяжелые грузы убирают с палубы, порожние корабли загружают балластом.

Для обеспечения безопасности мореплавания все внутреннее пространство корабля разделяют на водонепроницаемые отсеки. В случае пробоины водой заполняется только один отсек, судно продолжает плавать, хотя и погружается глубже в воду.

Рейтинг@Mail.ru