Waarom het schip niet zinkt: natuurkunde in actie

Inhoudsopgave:

Waarom het schip niet zinkt: natuurkunde in actie
Waarom het schip niet zinkt: natuurkunde in actie

Video: Waarom het schip niet zinkt: natuurkunde in actie

Video: Waarom het schip niet zinkt: natuurkunde in actie
Video: Public Private Partnerships Simplified PPP | 7 Reasons Why Government Privatize Services | The Truth 2024, Mei
Anonim

Heb je je ooit afgevraagd waarom een schip niet zinkt? Als je een vlot van hout bouwt, kan het veilig op het water drijven. Maar als je het van metaal of steen maakt, dan zinkt het naar de bodem. Het is niet moeilijk om dit fenomeen te verklaren. De dichtheid van steen of metaal is immers anders dan de dichtheid van hout. Ze praten erover in de natuurkundelessen. Het feit is dat de dichtheid van hout veel minder is dan de dichtheid van metaal. Tegelijkertijd is de indicator van de opwaartse kracht van water veel hoger dan de indicator van de zwaartekracht die op het vlot inwerkt. Met metaal zijn de dingen een beetje anders. De dichtheid is zo hoog dat de opwaartse kracht de zwaartekracht niet kan overwinnen. Daardoor zinkt het vlot. Maar waarom zinkt het schip nu niet als het van metaal is?

waarom zinkt het schip niet?
waarom zinkt het schip niet?

Als je een boom omhult

Vroeger werden schepen alleen van hout gebouwd. Maar alles verandert. Nu worden schepen gebouwd van een betrouwbaarder en duurzamer materiaal - metaal. Maar waarom zinkt het schip niet? Wordt hij zwaarder? Wat is de reden? Misschien zit er meer hout in dan metaal?

Als je een boom neemt en deze omhult met heel dun plaatstaal, zal de structuur niet zinken. Dit fenomeen kan worden verklaardna wat rekenwerk. De gemiddelde dichtheid van de structuur zal dus kleiner zijn dan de dichtheid van water. Hier zijn de eenvoudige cijfers. Als we een massa hout nemen van 100 kilogram met een dichtheid van 600 kilogram per kubieke meter, en een metalen omhulsel met een gewicht van 20 kilogram en een dichtheid van 7800 kilogram per kubieke meter, dan is het totale gewicht van het vat slechts 120 kilogram, en het volume zal 0,168 kubieke meter zijn. Het blijft om de gemiddelde dichtheid van de structuur te vinden. Om dit te doen, moet je de massa delen door het volume. Het resultaat is ongeveer 714 kilogram per kubieke meter. Deze indicator is minder dan die van water. Dit suggereert dat een houten vat, vooraf omhuld met plaatstaal, niet zal zinken. De dichtheid van water is immers 1000 kilogram per kubieke meter.

scheepsontwerp
scheepsontwerp

Moderne ontwerpen

Het ontwerp van het schip is vrij eenvoudig. Je kunt hout niet omhullen met metaal. Het is voldoende om een lege holte in de structuur achter te laten, waarin geen water kan binnendringen. Natuurlijk is deze uitdrukking enigszins onjuist. De holte wordt gevuld met lucht. De dichtheid van dit mengsel van stoffen is immers slechts 1,29 kilogram per kubieke meter.

Daarom zinkt een schip niet als het diep is. Inderdaad, in de structuur zijn er grote holtes die gevuld zijn met lucht. Hierdoor is de dichtheid van het hele schip veel kleiner dan de dichtheid van water. Als resultaat houdt de opwaartse kracht de constructie drijvend.

Waarom komt er geen water in het schip

Als er water in de holte komt, zal het schip natuurlijk onvermijdelijk zinken. Om dit te voorkomen worden schotten gemaakt in dat deel van de constructie dat zich onder water bevindt. Hierdoor ontstaan compartimenten. Tegelijkertijd zijn ze verzegeld. Hierdoor kan water dat in het ene compartiment terechtkomt niet in het tweede compartiment komen. Als er een gat in de romp verschijnt, zal het schip niet naar de bodem gaan. Alleen het compartiment waar het water binnenkomt zal onderlopen. De rest blijft gevuld met lucht.

oceaanschip
oceaanschip

Hoe goederen worden vervoerd

Een schip heeft meestal gewicht. En het is gelijk aan de massa water, het volume dat het schip in de zee inneemt. Het is natuurlijk onwaarschijnlijk dat een oceaanschip leeg zeilt. Meestal worden met behulp van een schip niet alleen mensen vervoerd, maar ook grote ladingen. Een leeg schip weegt veel minder. Hierdoor zakt hij niet diep in het water. Als het schip geladen is, zal het meer zinken. Maar waarom zinkt het schip niet, zelfs niet met een grote lading?

Meestal wordt een lijn getrokken op de scheepsromp - de waterlijn. Het schip mag niet onder deze wijzer duiken. Anders wordt het overbelast en kan een grote golf de constructie overspoelen.

Aanbevolen: