Суперечка в соцмережах: чому важкі кораблі плавають, а легкі цвяхи тонуть
Виходить, що човни якимось чином використовують виштовхувальну силу.
Люди дивуються, чому цвяхи тонуть, а гігантські металеві кораблі плавають. Дописувачі Facebook поставили це питання в групі "Фізика - це весело". Мовляв, цвях тоне у воді, а залізний корабель плаває, чому це так, - спробуємо розібратись. Щоб відповісти, нам потрібно трохи дізнатися про густину та плавучість. Можливо, ви вчили цю відповідь у школі, але немає нічого соромного в тому, щоб забути її й трохи освіжити в пам'яті.
Плавучість - це висхідна сила в будь-якій текучій речовині, яка діє на всі тіла, що знаходяться в ній. Ця сила виникає через тиск у рідині, який тим більший, чим глибше ви опускаєтесь у рідину. Тиск на нижню частину предмета в рідині вищий, ніж на верхню, що спричиняє висхідну силу. Принцип Архімеда стверджує, що на тіло, занурене або частково занурене в рідину, діє виштовхувальна сила, що дорівнює вазі рідини, яку воно витісняє, пише IFLScience.
Якщо виштовхувальна сила рідини більша, ніж притискна сила об'єкта, - маса тіла, помножена на силу гравітаційного поля - то об'єкт буде плавати. Але предмети, які мають більшу щільність, ніж вода (на поверхні), будуть тонути, поки сили не вирівняються.
Отже, цвях тоне, тому що він щільніший за воду. Існують винятки для менших об'єктів, які можуть утримуватися коштом поверхневого натягу води, але тут це не наш варіант. Тепер щодо кораблів. На перший погляд, виглядає так, що, оскільки сталь щільніше за воду, а вантажні судна завантажені сотнями тисяч тонн вантажу, вони повинні тонути. Але ми знаємо точно, що вони не тонуть, принаймні, допоки мають неушкоджене дно.
Розгадка полягає ось у чому. Суцільний сталевий об'єкт, звичайно, потонув би, але кораблі - це не суцільна сталь. Вони наповнені всілякими іншими матеріалами, в тому числі повітрям, яке і тримає їх на плаву. Середня густина корабля, включаючи повітря всередині нього, нижча за густину води, тому висхідна сила більша, ніж та, що тягне його на дно океану, і тому корабель плаває.
Тобто вся справа у повітрі, яке містить корабель. Якщо витіснити повітря, яке тримає вас на плаву, човен зануриться і приєднається до цвяха. Помістіть корабель вагою 100 тисяч тонн у воду, і він буде тонути, поки не витіснить 100 тисяч тонн води. Коли ви наповнюєте корабель предметами, щільнішими за воду, він занурюється все глибше у воду, поки не витіснить свою вагу. Така подорож не сподобається нікому, тому бережіть повітря на борту!
Підписуйтесь на наш Telegram-канал, щоб не пропустити важливих новин. Підписатися на канал у Viber можна тут.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ:
- Дівчину на дві ночі віднесло в море: але, схоже, у неї сталеві нерви
- Акваріумні рибки виявилися розумнішими за декого з людей: от і вір після цього в пам'ять на три секунди
- Узяв мушлю - сів у в'язницю: країни пішли на крайні заходи, інакше пляжам - капець
- Чому сніг і пісок хрумтять під ногами: відповідь науки
