Плавание судов.
Вода в морях и океанах.
Вы, наверное, знаете, что если кинуть кусок какой-нибудь железки в воду, то он тут же утонет. Почему же это не происходит с огромными современными кораблями, вес которых может достигать 100 тыс. тонн?
Плавание таких гигантов сегодня возможно благодаря открытому в III веке до н.э. закону Архимеда.
Для плавания корабля необходимо равновесие силы тяжести и архимедовой силы. Если же сила тяжести будет больше архимедовой силы, корабль утонет, в случае перевеса архимедовой силы - корабль будет настолько сильно выталкиваться из воды, что его сможет перевернуть порыв ветра.
Для достижения такого равновесия сил необходимо каким-то образом снизить среднюю плотность судна, которое в основном состоит из металла плотностью 7,9 кг/м³, поэтому необходимо использовать какой-то материал с крайне низким значением плотности. В данном случае выход нашелся в использовании воздуха в качестве такого материала, ведь его плотность всего лишь 1,28 кг/м³. Именно поэтому внутри кораблей существуют большие полости, заполненные воздухом, что и позволяет кораблям оставаться на плаву. Такие полости разделены на отсеки перегородками, поэтому корабль не может утонуть из-за любой пробоины в корпусе, ведь водой заполнится только отсек, находящийся в месте пробоины.
Нам известно, что корабли часто перевозят различные грузы и людей, которые могут значительно увеличивать их вес.
Чтобы избежать затопления судна в случае чрезмерного перегруза, из-за которого сила тяжести станет больше архимедовой силы, на корпус корабля наносят специальную ватерлинию, которая служит отметкой для максимальной "загруженности" судна в воду. Если корабль загружен настолько, что эта линия находится под водой, то любая сильная волна, попавшая на корму, сможет затопить корабль.
Таким образом, корабль, загруженный по ватерлинию, вытесняет собой самый большой возможный для его плавания объем воды. Вес этой воды называется водоизмещением судна, а грузоподъемностью судна называется разность его водоизмещения и веса без груза. Однако стоит сказать: ватерлиния на одном судне может быть разная для различных вод.
Наличие соли в воде значительно влияет на ее плотность. Это объясняется тем, что плотность соли 2,165 г/см³, поэтому плотность воды зависит от содержания соли.
Так, к примеру, примерная плотность пресной воды равна 998 кг/м³, морской — 1027 кг/м³. На количество и плотность солей в морской воде также могут влиять различные показатели (объем выпавших осадков, интенсивность их испарения, приточная речная вода и т.д.).