يبدو من المدهش أن سفن المحيط الضخمة تبقى طافية ولا تغرق. إذا أخذت قطعة صلبة من المعدن ووضعتها في الماء ، فسوف تغرق على الفور. لكن البطانات الحديثة مصنوعة أيضًا من المعدن. كيف يمكنك تفسير طفوهم الجيد؟ تفسر قوانين الفيزياء حقيقة أن الهيكل المعدني للسفينة قادر على البقاء على سطح الماء.
لماذا لا تغرق السفينة
القدرة على البقاء على سطح الماء هي خاصية ليس فقط للسفن ، ولكن أيضًا لبعض الحيوانات. خذ على الأقل متزلج ماء. تشعر هذه الحشرة من عائلة Hemiptera بالثقة على سطح الماء ، وتتحرك على طولها بحركات منزلقة. يتحقق هذا الطفو بسبب حقيقة أن أطراف أقدام متزلج الماء مغطاة بشعر صلب لا يبلل بالماء.
يأمل العلماء والمخترعون أن يتمكن البشر في المستقبل من إنشاء مركبة تتحرك على الماء وفقًا لمبدأ متزلج الماء.
لكن مبادئ الإلكترونيات الحيوية لا تنطبق على السفن التقليدية. يمكن لأي طفل على دراية بأساسيات الفيزياء أن يشرح طفو سفينة مصنوعة من أجزاء معدنية. كما يقول قانون أرخميدس ، تبدأ قوة الطفو في التأثير على جسم مغمور في سائل. قيمتها تساوي وزن الماء الذي أزاحه الجسم أثناء الغمر. لا يمكن للجسم أن يغرق إذا كانت قوة أرخميدس أكبر من أو تساوي وزن الجسم. لهذا السبب ، لا تزال السفينة طافية.
كلما زاد حجم الجسم ، زادت كمية الماء التي يزيحها. ستغرق كرة حديدية تسقط في الماء على الفور. ولكن إذا قمت بلفها إلى حالة ورقة رقيقة وجعلت كرة منها مجوفة من الداخل ، فإن مثل هذا الهيكل الحجمي سيبقى على الماء ، مغمورًا قليلاً فيه.
يتم بناء الأوعية ذات الجلد المعدني بطريقة تجعل البدن وقت الغمر يزيح كمية كبيرة جدًا من الماء. داخل هيكل السفينة ، هناك العديد من المناطق الفارغة المليئة بالهواء. لذلك ، تبين أن متوسط كثافة الوعاء أقل بكثير من كثافة السائل.
كيف تحافظ على طفو القارب؟
تظل السفينة طافية طالما بقي جلدها سليمًا وغير تالف. لكن مصير السفينة سيكون في خطر إذا ما حدث حفرة. يبدأ الماء بالتدفق عبر الفتحة الموجودة في الجلد داخل الوعاء ، ويملأ تجاويفه الداخلية. وبعد ذلك قد تغرق السفينة.
للحفاظ على طفو الإناء عند تلقيه ثقبًا ، تم تقسيم مساحته الداخلية بفواصل. ثم ثقب صغير في إحدى الحجرات لم يهدد بقاء السفينة بشكل عام. تم ضخ المياه من الحجرة التي غمرتها المياه بمساعدة المضخات وحاولوا إغلاق الحفرة.
والأسوأ من ذلك في حالة تلف عدة مقصورات في وقت واحد. في هذه الحالة ، يمكن أن تغرق السفينة بسبب فقدان التوازن.
في بداية القرن العشرين ، اقترح البروفيسور كريلوف إغراق المقصورات الموجودة في الجزء المقابل للتجاويف التي غمرتها المياه عن عمد. في الوقت نفسه ، هبطت السفينة إلى حد ما في الماء ، لكنها ظلت في وضع أفقي ولم تستطع الغرق نتيجة الانقلاب.
كان اقتراح المهندس البحري غير عادي لدرجة أنه تم تجاهله لفترة طويلة. فقط بعد هزيمة الأسطول الروسي في الحرب مع اليابان تم تبني فكرته.
