Ինչու նավը չի խորտակվում. ֆիզիկան գործողության մեջ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Երբևէ մտածե՞լ եք, թե ինչու նավը չի խորտակվում: Եթե դուք փայտից լաստան եք կառուցում, ապա այն կարող է ապահով լողալ ջրի վրա: Բայց եթե այն պատրաստում եք մետաղից կամ քարից, ապա այն կիջնի հատակը: Դժվար չէ բացատրել այս երեւույթը։ Ի վերջո, քարի կամ մետաղի խտությունը տարբերվում է փայտի խտությունից: Այդ մասին խոսում են ֆիզիկայի դասերին։ Փաստն այն է, որ փայտի խտությունը շատ ավելի քիչ է, քան մետաղի խտությունը: Միևնույն ժամանակ, ջրի լողացող ուժի ցուցիչը շատ ավելի բարձր է, քան լաստանավի վրա գործող ծանրության ուժի ցուցանիշը։ Մետաղի դեպքում ամեն ինչ մի փոքր այլ է: Նրա խտությունը բավական բարձր է, որ լողացող ուժն ի վիճակի չէ հաղթահարել ձգողության ուժը: Արդյունքում լաստանավը խորտակվում է։ Բայց ինչո՞ւ հիմա նավը չի խորտակվում, երբ դրանք մետաղից են։

Եթե պատում է ծառը

Հին ժամանակներում նավերը կառուցվում էին միայն փայտից: Բայց ամեն ինչ փոխվում է։ Այժմ նավերը կառուցված են ավելի հուսալի և դիմացկուն նյութից՝ մետաղից։ Բայց ինչո՞ւ նավը չի խորտակվում։ Նա ավելի՞ է ծանրանում։ Ինչն է պատճառը? Միգուցե ներսում ավելի շատ փայտ կա, քան մետաղ:

Եթե ծառը վերցնեք և այն պատեք շատ բարակ մետաղական թիթեղով, կառուցվածքը չի խորտակվի: Այս երեւույթը կարելի է բացատրելորոշ հաշվարկներ կատարելուց հետո։ Այսպիսով, կառուցվածքի միջին խտությունը ջրի խտությունից պակաս կլինի։ Ահա պարզ թվերը. Եթե վերցնենք 100 կիլոգրամ փայտի զանգված՝ 600 կիլոգրամ մեկ խորանարդ մետրի խտությամբ, և մետաղական պատյան՝ 20 կիլոգրամ քաշով և 7800 կիլոգրամ մեկ խորանարդ մետրի խտությամբ, ապա նավի ընդհանուր քաշը կլինի ընդամենը 120 կիլոգրամ, իսկ ծավալը կկազմի 0,168 խմ։ Մնում է գտնել կառուցվածքի միջին խտությունը։ Դա անելու համար հարկավոր է զանգվածը բաժանել ծավալով։ Արդյունքը մոտավորապես 714 կիլոգրամ մեկ խորանարդ մետրի համար է: Այս ցուցանիշը ավելի քիչ է, քան ջրի ցուցանիշը: Սա հուշում է, որ փայտե անոթը, որը նախապես պատված է թիթեղով, չի խորտակվի: Ի վերջո, ջրի խտությունը 1000 կիլոգրամ է մեկ խորանարդ մետրում։

Ժամանակակից դիզայն

Նավի դիզայնը բավականին պարզ է։ Դուք չեք կարող պատել փայտը մետաղով: Բավական է կառույցի ներսում թողնել դատարկ խոռոչ, որի մեջ ջուր չի մտնի։ Իհարկե, այս արտահայտությունը փոքր-ինչ սխալ է։ Խոռոչը կլցվի օդով։ Ի վերջո, նյութերի այս խառնուրդի խտությունը կազմում է ընդամենը 1,29 կիլոգրամ մեկ խորանարդ մետրի համար։

Ահա թե ինչու նավը չի խորտակվում, երբ խորանում է: Իսկապես, կառույցի ներսում կան մեծ խոռոչներ, որոնք լցված են օդով։ Դրա շնորհիվ ամբողջ նավի խտությունը շատ ավելի քիչ է, քան ջրի խտությունը: Արդյունքում, լողացող ուժը պահպանում է կառուցվածքը ջրի երեսին:

Ինչու ջուրը չի մտնում նավի ներսում

Իհարկե, եթե ջուրը մտնի խոռոչ, նավն անխուսափելիորեն կխորտակվի։Որպեսզի դա տեղի չունենա, կառույցի այն հատվածում, որը գտնվում է ջրի տակ, միջնորմներ են արվում։ Արդյունքում ձևավորվում են խցիկներ: Միեւնույն ժամանակ դրանք կնքվում են: Դրա շնորհիվ ջուրը, որը մտնում է մի կուպե, չի կարող մտնել երկրորդը։ Եթե կորպուսում անցք հայտնվի, ապա նավը հատակ չի գնա։ Ջրով լցվելու է միայն այն հատվածը, որտեղ ջուր է մտնում։ Մնացածը կմնա օդով լցված։

Ինչպես են տեղափոխվում ապրանքները

Նավը սովորաբար ունի քաշ: Եվ դա հավասար է ջրի զանգվածին, որի ծավալը նավը զբաղեցնում է ծովում։ Իհարկե, դժվար թե օվկիանոսի նավը դատարկ նավարկի: Սովորաբար նավի օգնությամբ ոչ միայն մարդկանց են տեղափոխում, այլեւ մեծ բեռներ։ Դատարկ նավը շատ ավելի քիչ է կշռում: Սա նշանակում է, որ այն չի խորտակվի ջրի մեջ։ Եթե նավը բեռնված լինի, այն ավելի շատ կխորտակվի։ Բայց ինչո՞ւ նավը չի խորտակվում նույնիսկ մեծ բեռով։

Սովորաբար նավի կորպուսի վրա գիծ է անցկացվում՝ ջրագիծ: Նավը չպետք է սուզվի այս ցուցիչի տակ: Հակառակ դեպքում այն կծանրաբեռնվի, և ցանկացած մեծ ալիք կարող է հեղեղել կառուցվածքը: