Доклад по физике "Плавонье судов"

Корабли и яхты в море, с точки зрения физики, представляют собой тела, погруженные в жидкость. И для того, чтобы ознакомиться с плаванием судов, вначале необходимо вспомнить физический закон плавания тел.

Тело в жидкости, стремятся вывести из положения равновесия две разнонаправленные силы. Это сила тяжести и выталкивающая сила. Исходя из равенства этих двух сил можно судить о том, плавает тело на поверхности жидкости или на каком-либо определенном уровне, либо вовсе тонет.

Условие равновесия, для тела, погруженного в жидкость, выражается уравнением:

Из этого уравнения следует, что тело, обладающее плотностью меньшей, чем плотность жидкости, будет всплывать; а тело, обладающее большей плотностью - будет тонуть до определенного уровня (пока действующие на него силы не компенсируют друг друга).

Теперь, освежив начальные физические знания, перейдем к рассмотрению плавания судов.

Водный транспорт строится мастерами согласно точным расчетам инженеров-конструкторов, которые в процессе вычислений, зная необходимую грузоподъемность, определяют размеры судна и материал конструкции.

Маленькие деревянные лодки, плоты изготовлены из материла, плотность которого меньше плотности воды. Форма их простая, и если не нагружать такой транспорт большим грузом, он останется на плаву. Но суда с большой грузоподъемностью, как правило, изготавливают из стали – материала, плотность которого больше, чем плотность воды. Как же удается многотонным танкерам не тонуть при спуске на воду и перевозить большие грузы за тысячи километров?

Главная причина по которой корабли остаются на плаву – их форма. Конструкция с полостью внутри позволяет компенсировать высокую плотность металлического корпуса: общая плотность погруженной в воду части суммируется из плотности металла и воздуха и, при правильно подобранных размерах водного транспорта, оказывается меньше плотности воды.

Принято, глубину погружения в воду кораблей, барж и другого водного транспорта называть осадкой. Наибольшее значение осадки при этом именуют ватерлинией, что дословно переводится как «черта воды». На кораблях, баржах, танкерах ее можно видеть в виде красной черты, опоясывающей корпус водного транспорта на некотором расстоянии от его низа.

Осадка судна может меняться в зависимости от тяжести перевозимого груза, плотности воды (морская и речная вода, как известно, имеют разную плотность). Ватерлиния определена расчетом, назначается строго для определенного вида судна и не может измениться. Если корабль, спущенный на воду, по каким-либо причинам погрузится в нее так, что поверхность воды станет выше поверхности ватерлинии, - он начнет тонуть. Скорее всего причиной крушения будет являться превышение водоизмещения – допустимого веса, которое может иметь груженное судно. Вес груженного судна суммируется из непосредственного веса водного транспорта и груза, в данный момент находящегося на нем. Максимальная вместимость судна называется грузоподъемностью.

Строительство кораблей, обладающих большой грузоподъемностью – важная часть производительной деятельности человечества. Это и доказательство гения инженерной мысли, и неоспоримая выгода в торговле, военном деле и науке.

Таким образом, понимание законов физики дает человечеству преимущество над природой, позволяет совершенствовать ее и создавать лучшие условия для жизни поколений.

Объяснение:

Тело, находится в воде. Именно поэтому на нее действуют сразу две силы. Одна относится к закону Архимеда, а другая сила относится сила тяжести. Кроме этого каждая из этих сил будет действовать по-разному на это тело. Сила тяжести может действовать обычно на него вертикально, но вниз, а вот закон Архимеда будет действовать на него также вертикально только вверх. А все, потому что две эти силы одинаковы.

Наверное, каждому известно, что судна, которые ходят по океану или морям построены из разных деталей и предметов. И у каждого этого предмета или детали имеется своя плотность, которая будет напрямую действовать на само судно.

А теперь нам нужно понять, почему это тогда это судно не тонет, а остается на плаву? А все, потому что когда оно опускается на воду, то становится в равенстве с водой и благодаря этому держится на плаву очень долго.

Конечно, есть судна, которые опускаются практически на дно океана. И для того чтобы оно потом смогло всплыть на поверхность воды и было придумано слово «осадка». Для каждого судна осадка имеется своя. И отмечается она специальной красной и несмываемой линией.

Самым первым плавательным существом было обычное дерево. И для того чтобы они передвигались по воде нужно было придумывать или изготавливать различные весла или шесты. А уже немного попозже были построены первые лодки, а потом уже и плоты. К этим плотам был приделан специальный парус, который надувался под действием ветра и нес корабль, судно или лодку только вперед. А спустя еще некоторое время судна и лодки становились все больше и шире.

Для того чтобы понять какая грузоподъемность того или иного судна нужно сначала понять сколько было вытеснено воды, а потом вычесть груз судна.

Сначала все судна изготавливали только из дерева, ведь его очень много и поэтому их можно изготовить очень много. Но немного погодя дерево было заменено железом.