شناور شدن کشتی و اب مورد نیاز

برای شناور شدن کشتی نیازی به آب زیادی نیست فقط عمق زیاد است. مادامی که کشتی در اقیانوس شناور باشد ، در این چند گالن آب شناور خواهد بود. این اغلب به عنوان پارادوکس ارشمیدس شناخته می شود.چه مقدار آب برای شناور شدن کشتی مورد نیاز است؟
برای شناور ماندن کشتی آب زیادی لازم نیست ، فقط به اندازه ای که بتواند آب کافی را جابجا کند تا وزن آن برابر باشد. بنابراین ، اگر یک کشتی باید وارد کانالی می شد که کمی بزرگتر از اندازه بدنه کشتی بود ، تا زمانی که یک غشا کوچک از آب در اطراف کل بدنه کشتی وجود داشته باشد ، شناور می شود.آیا می توان یک کشتی کامل را در چند سطل آب شناور کرد؟
قابل انجام نیست تنها راه شناور كردن جسم این است كه جسم بتواند حجم مایعی را كه برابر با وزن جسم است جابجا كند. وزن سیال جابجا شده را می توان برابر با نیروی شنای سیال بر روی جسمی که سیال را جابجا می کند ، نشان داد.بزار مثال بزنم ناو
5.8
×
10
7
k
g
,
270
m
و طول 270 و عرض 11.5کاملا سنگین هست خوب سطح زیر اب ان
270
×
11.5
×
2
≈
6200
m
2
نیاز به جابجایی
5.8
×
10
7
k
g
اب با ترکم
≈
1020
k
g
m
−
3
هست یک مخزن داریم که حجم یک لیتر اب میریزیم این ضخامت لایه آب کمتر از
0.001
6200
≈
1.6
×
10
−
7
m
متر خواهد بود.لذا اره از نظر ریاضی درسته میشه
مسئله فقط در "تعریف" شما ازشناوری است. وقتی می گوییم "نیروی شناوری برابر با وزن مایع جابجا شده است" (که درست تر از آن است که به نظر می رسد افراد معمولی می گویند) ، جابجایی به معنای "سرریز مایعات از ظرف ما نیست" (مگر اینکه ما شروع کنیم با یک ظرف کامل).
مایع جابجا شده واقعاً به معنای خارج شدن مایعات از راه است. آنچه منجر به این می شود این است که هر حجم از جسم در زیر سطح سیال غوطه ور شود ، این حجم سیال جابجا شده است. اگر بخواهیم وزن این حجم آب را محاسبه کنیم ، متوجه می شویم که برابر با نیروی شناوری است که بر روی جسم وارد می شود.
بنابراین ، در مثال شما ، اگر حجم قایقی که غرق شده است ، حجمی از آب را که وزن آن قایق است ، می دهد ، قایق شناور خواهد شد. نحوه رسیدن به این پیکربندی نهایی بی ربط است.
به عنوان نمونه ای مخالف برای استفاده از ایده ریختن آب از یک ظرف ، فقط یک قایق را در اقیانوس تصور کنید ، جایی که هیچ آب از ظرف خارج نمی شود ، اما قایق هنوز شناور است.بله یک کشتی می تواند در یک وان بزرگ حمام با آب بسیار کم شناور شود. نه شما به اندازه وزن کشتی به آب نیازی ندارید. از لحاظ تئوری می توانید کمتر از یک فنجان استفاده کنید