§ 23.3. Плавання судів. Розвиток теми
Чому шматок пластиліну тоне, а пластиліновий човен плаває?
Поставимо досвід
Опустіть у воду пластиліновий брусок - він відразу піде на дно, тому що щільність пластиліну більша за щільність води.
А тепер виліпіть із цього ж бруска пластиліну човник і опустіть його на воду. Вона плаватиме. Чому?
На рис. 23.5 схематично в розрізі показана плаваюча на поверхні води човник. Об'єм витісненого човником води обведений пунктиром — ми бачимо, що він набагато більший за об'єм всього пластиліну, з якого зроблено човник. А сила Архімеда дорівнює вазі витісненим човником води. Саме завдяки формі човника ця сила настільки велика, що може врівноважити силу тяжіння, що діє на човник.
Мал. 23.5. Об'єм витісненого пластиліновим човником води набагато більше обсягу пластиліну, з якого зроблено човник
Цей домашній досвід пояснює, чому в морях і річках плавають величезні сталеві кораблі, незважаючи на те, що щільність стала майже в 8 разів більшою за щільність води. У підводній частині корабля, що знаходиться нижче рівня води, є великі порожнини, завдяки чому підводна частина корабля витісняє великий об'єм води — він набагато більше обсягу металу, з якого зроблений корабель. В результаті виникає велика сила, що виштовхує, яка врівноважує діючу на корабель силу тяжіння.
Як збільшити безпеку корабля? Якщо у дні корабля з будь-якої причини виникне отвір (наприклад, через зіткнення з підводною частиною айсберга, як у випадку «Титаніка»), порожнини в підводній частині корабля почнуть заповнюватися водою. Через це збільшуватиметься сила тяжіння, що діє на корабель (з водою, що потрапила в нього!). В результаті корабель може затонути.
Тому для підвищення безпекикорабля його підводну частину часто ділять на відсіки, розділені міцними водонепроникними перебірками. Якщо підводної частини корабля з'явиться отвір, то водою заповниться лише один або кілька відсіків. При цьому корабель порине у воду глибше, але не потоне (рис. 23.6).
Мал. 23.6. Відсіки у підводній частині корабля підвищують його безпеку.
Що означає деякі морські терміни? Глибину занурення судна у воду називають осадом. Найбільше припустиме осадку відзначають на борту судна ватерлінією.
Масу судна з максимально можливим вантажем (коли ватерлінія знаходиться на рівні води) називають водотоннажністю судна. Найбільша водотоннажність (до 500 000 т) у танкерів - судів для перевезення нафти. Водотоннажність океанського пасажирського лайнера — десятки тисяч тонн, а невеликий яхти — кілька тонн.
Вантажопідйомність судна дорівнює максимальній масі вантажу, який можна помістити на це судно, тобто вона дорівнює різниці між водотоннажністю судна і масою цього судна без вантажу.