Физика

Предыдущая страница Физика Следующая страница

Учебник для 7 класса

§ 23.3. Плавание судов. Развитие темы

Почему кусок пластилина тонет, а пластилиновая лодочка плавает?

Поставим опыт

Опустите в воду пластилиновый брусок — он сразу пойдет ко дну, потому что плотность пластилина больше плотности воды.

А теперь вылепите из этого же бруска пластилина лодочку и опустите ее на воду. Она будет плавать. Почему?

На рис. 23.5 схематически в разрезе показана плавающая на поверхности воды лодочка. Объем вытесненной лодочкой воды обведен пунктиром — мы видим, что он намного больше объема всего пластилина, из которого сделана лодочка. А сила Архимеда равна весу вытесненной лодочкой воды. Именно благодаря форме лодочки эта сила настолько велика, что может уравновесить действующую на лодочку силу тяжести.

Плавающая на поверхности воды лодочка

Рис. 23.5. Объем вытесненной пластилиновой лодочкой воды намного больше объема пластилина, из которого сделана лодочка

Этот домашний опыт объясняет, почему в морях и реках плавают огромные стальные корабли, — несмотря на то, что плотность стали почти в 8 раз больше плотности воды. В подводной части корабля, находящейся ниже уровня воды, есть большие полости, благодаря чему подводная часть корабля вытесняет большой объем воды — он во много раз больше объема металла, из которого сделан корабль. В результате возникает большая выталкивающая сила, которая уравновешивает действующую на корабль силу тяжести.

Как увеличить безопасность корабля? Если в дне корабля по какой-либо причине возникнет отверстие (например, из-за столкновения с подводной частью айсберга, как в случае «Титаника»), полости в подводной части корабля начнут заполняться водой. Из-за этого будет увеличиваться действующая на корабль (с попавшей в него водой!) сила тяжести. В результате корабль может затонуть.

Поэтому для увеличения безопасности корабля подводную его часть часто делят на отсеки, разделенные прочными водонепроницаемыми переборками. Если в подводной части корабля появится отверстие, то водой заполнится только один или несколько отсеков. При этом корабль погрузится в воду глубже, но не потонет (рис. 23.6).

Отсеки в подводной части корабля

Рис. 23.6. Отсеки в подводной части корабля повышают его безопасность

Что означают некоторые морские термины? Глубину погружения судна в воду называют осадкой. Наибольшую допустимую осадку отмечают на борту судна ватерлинией.

Массу судна с максимально возможным грузом (когда ватерлиния находится на уровне воды) называют водоизмещением судна. Наибольшее водоизмещение (до 500 000 т) у танкеров — судов для перевозки нефти. Водоизмещение океанского пассажирского лайнера — десятки тысяч тонн, а небольшой яхты — несколько тонн.

Грузоподъемность судна равна максимальной массе груза, который можно поместить на это судно, то есть она равна разности между водоизмещением судна и массой этого судна без груза.


Рейтинг@Mail.ru