Чому плаває

"Чому лід плаває"
цікаві факти (навколишній світ, підготовча група) на тему

Всім відомо, що крига не тоне, а плаває на поверхні води. Цей факт дуже незвичайний, тому що лід – тверде тіло, а тверді тіла, як правило, завжди тонуть у рідині, що утворюється при їх плавленні.

Усі речовини у природі при нагріванні розширюються, а за охолодженні стискаються. Вода дотримується цього правила, але лише до певної температури. Вона стискається, охолоджуючи до +4°С. При такій температурі вода має найбільшу щільність і вагу. Охолоджуючись далі і перетворюючись на кригу при 0°С, вона . розширюється. При цьому крига збільшується в обсязі, а щільність і вага зменшуються. Лід стає легшим за воду, з якої утворився. Ось чому крига не тане у воді, а плаває на її поверхні.

Завдяки цій особливості льоду вода у водоймах замерзає лише на поверхні. Якби лід тонув у воді, він опускався на дно, вода на поверхні знову перетворювалася б на лід і знову опускалася. за лічені дні водоймище замерзло б від поверхні до дна, а разом з водою замерзло б усі тварини і рослини. Те, що лід легший за воду "придумано" природою для того, щоб життя у воді не перестало існувати, а разом з нею і життя на всій Землі.

Коли вода замерзає і перетворюється на лід, вона розширюється і збільшується в обсязі не скільки завгодно, а приблизно на одну дев'яту. Це означає, що якщо 9 літрів води замерзнуть, то вийде 10 літрів льоду.

Коли крига пливе, на поверхні ми бачимо лише одну дев'яту частину. Наприклад, якщо крижина має висоту 2 см над водою, то під водою її шар у 9 разів товщі, тобто 2 помножити на 9 = 18 см, а товщина всієї крижини 20 см.

У морях та океанах зустрічаються іноді величезні крижані гори – айсберги. Це сповзлі з полярних гір і віднесені течією та вітром у відкрите море льодовики. Висота їх може сягати 200 метрів, а об'єм — кількох мільйонів кубічних метрів. Дев'ять десятих усієї маси айсберга заховані під водою. Тому зустріч із ним дуже небезпечна. Якщо судно вчасно не помітить крижаного гіганта, що рухається, воно може при зіткненні отримати серйозні пошкодження або навіть загинути.

Чому кораблі ходять, а чи не плавають?

Коли йдеться про кораблі, ми часто чуємо фразу "корабель ходить", а не "корабель плаває". Це може здатися дивним, адже кораблі рухаються водою, і логічно було б використовувати слово "плаває". Однак, у російській мові є свої тонкощі та особливості. У статті ми докладно розглянемо, чому кораблі ходять, а чи не плавають.

Історичні особливості мови

Мова моряків

Одна з версій пояснює, що це з термінологією моряків.

Моряки завжди називали переміщення корабля "ходом".
Це слово використовувалося для позначення різних видів руху, як на воді, а й у повітрі (наприклад, " хід вітру " ).
Термін "хід" також відображає той факт, що корабель контролюється і управляється, на відміну від предмета, що просто плаває, що піддається течії.

Вплив історії

Інша версія пов'язує використання терміна "хід" з історією.

У давнину, коли люди почали створювати перші судна, вони були дуже схожі на великі дошки чи платформи, що "ходили" по воді.
Ці перші судна не "плавали", як риби чи інші водні істоти. Вони "ходили", переміщаючись з точки А до точки Б, як людина чи тварина.

Тонкощі російської мови

Особливості перекладу

Російською є відмінності між словами " плавати " і " ходити " , яких немає у багатьох інших мовами.

"Плавати" зазвичай використовується для позначення самого процесу руху у воді, без певного напрямку чи мети.
"Ходити", навпаки, має на увазі рух з певною метою, від точки А до точки Б.

Семантичні нюанси

Кораблі "ходять", тому що вони рухаються певними маршрутами або лініями.

Слово " ходити " відбиває це навмисне, кероване рух корабля.
Це відрізняє кораблі від маленьких суден або предметів, які просто плавають по воді.

Отже, фраза "корабель ходить" бере початок від історичного та культурного контексту, а також семантичної точності російської мови. Це яскравий приклад того, як мова може відображати не лише фізичні явища, а й історичні, культурні та професійні особливості суспільства.

Як пливе корабель?: наукове пояснення плавучості

У цій статті ми розберемо наукові основи плавучості та розповімо, які принципи дозволяють кораблю плавати у воді.

PublicDomainPictures, CC, через Pixabay

Ви коли-небудь думали про те, як пливе корабель, а шматок заліза тоне? У вас є якісь уявлення про науку, яка лежить в основі створення повітряної кулі? Що ж, відповідь дуже проста. Таємниця обох цих речей – принцип плавучості.

Перш ніж читати далі, подякуйте грецькому математику III століття Архімеду. Він запровадив принцип плавучості у сучасний світ. Кораблі, плавці, повітряні кулі та підводні човни – всі працюють за одним і тим же принципом, і ця стаття пояснить, як усе це працює.

Наука про те, як пливе корабель

Є три основні поняття, які пояснюють, як і чому корабель може плавати:

Принцип плавучості: згідно з принципом плавучості, об'єкт, занурений у рідину, зіткнеться з висхідною силою. Коли висхідна сила більша за силу тяжіння (низхідна сила), об'єкт плаває. Сила, спрямована вгору з боку рідини, є силою, що виштовхує.
Принцип Архімеда: об'єкт, занурений у рідину, відчуває висхідну силу рідини. Сила, спрямована вгору, дорівнює вазі рідини, що витісняється об'єктом.
Закон плавучості: матеріали, щільність яких нижче за щільність рідини, в яку вони занурені, будуть плавати на цій рідині. Дерево та масло плавають на воді, так як щільність води вища, ніж щільність дерева та олії.

Згідно з принципом Архімеда, конструкція корабля повинна забезпечувати витіснення води, що дорівнює власній вазі корабля.

Плавання та конструкція корабля

Коли йдеться про плавання, дуже важливою є конструкція корабля. Відповідно до принципу Архімеда конструкція корабля повинна забезпечувати витіснення води, що дорівнює власній вазі корабля.

Найважливіша частина конструкції – корпус. Корпус корабля складається з порожнистих сталевих оболонок, що містять достатню кількість повітря. Це робить корабель менш щільним, ніж вода, що відповідає закону плавучості. Об'єм повітря в корпусі визначає плавучість та вантажопідйомність корабля.

Щільність корабля - включаючи вантаж, команду та компоненти - повинна бути меншою за щільність води, щоб корабель плавав на поверхні води.

Особливо важливою особливістю корпусу є його маркування, яке називається лінією плімсола або ватерлінією. Це маркування, винайдене англійським політиком Семюелем Плімсоллом, визначає вантажопідйомність та простір, доступний для нового вантажу. Вони вказують на максимальну глибину, на яку може зануритися корабель.

Лінія Plimsoll вказує на найбезпечнішу глибину занурення корабля.

Wualex, громадське надбання

Як плаває корабель?

Якщо ви бачите відео, на якому спускається корабель, ви могли помітити, як вода прямує до берега, коли корабель входить у воду. Це тому, що корабель витісняє воду, що дорівнює своїй вазі, і занурюється у воду на певному рівні.

Повітря в корпусі робить корабель меншою щільністю, ніж густина води. Таким чином, підйомна сила (висхідна сила), що додається до корабля з боку води, вища, ніж спрямована вниз сила, що дозволяє кораблю плавати в цьому стані.

Коли корабель завантажений, він поринає до певного рівня щодо ваги вантажу. Вага корабля, включаючи вантаж, команду та компоненти, повинна бути меншою за щільність води, інакше корабель потоне.

Лінія плімсолу вказує на безпечний рівень занурення. Коли корабель занурюється за лінію Plimsoll, він тоне замість досягнення призначеного порту.

Найбільше вантажне судно у світі

HMM Algeciras – найбільше вантажне судно у світі. Він відповідає стандартній довжині кола олімпійського стадіону 400 метрів і може перевозити до 24 000 контейнерів.

Застосування плавучості у повсякденному житті

Ось лише кілька прикладів того, як принципи плавучості можна побачити у повсякденному житті.

Повітряні кулі: Повітряні кулі – чудовий приклад принципу плавучості. Коли повітря всередині повітряної кулі гаряче, воно стає менш щільним, ніж навколишня атмосфера, що змушує повітряну кулю парити в повітрі.
Плавці: коли ви плаваєте, вода, що витісняється вашим тілом, перевищує вагу вашого тіла. Наші легені діють як повітряна куля, коли вони наповнені повітрям, що змушує вас ширяти.Як тільки вода потрапить у ваші легені, ви втопитеся. Однак через кілька днів бактерії усередині кишечника виділяють гази, такі як метан, які змушують мертве тіло плавати у воді.
Підводні човни: Плавучість підводного човна контролюється баластною цистерною. Коли бак заповнений, це збільшує щільність підводного човна, що дозволяє йому залишатися під водою. Коли баластова цистерна порожня, воду замінює повітря. Це призводить до падіння щільності рівня нижче рівня води, змушуючи підводний човен плавати.
Лактометри: Лактометр - це пристрій, який використовується для перевірки чистоти молока. Він вимірює відносну густину молока по відношенню до води. Принцип Архімеда працює і за лактометром.
Рятувальні жилети : Рятувальні жилети - це незамінні жилети, які рятують людину від утоплення у воді, зменшуючи загальну щільність людини, яка її носить.

Вчені вважають, що до 2030 року Титанік зникне через бактерії, які поїдають метал.

NOAA / Інститут досліджень, Wikimedia Commons

Що змусило Титанік затонути?

В історії морських подорожей було багато кораблів, що затонули в океані. Але «Титанік» завжди займатиме особливе місце в історії і був найбільшим і найшвидшим судном на момент свого спуску на воду. Незважаючи на це, «Титанік» під час першого плавання затонув в Атлантичному океані.

У мережі є багато теорій про провал Титаніка. В одній статті, опублікованій у New York Post, йдеться, що пожежа в бункері послабила корпус, що дозволило айсбергу без проблем пошкодити корпус. Проте справжня причина трагедії – тріщина у корпусі айсберга. Вода потрапила в корпус через тріщину та витіснила повітря.Загальний обсяг судна збільшувався разом із водою, у результаті щільність корабля збільшувалася до вищої, ніж щільність океанської води, що призвело до того, що корабель поринув у океан.

Вантажні кораблі з'єднують світ

Понад дві третини Землі заповнено водою, і завдяки науці та вченим, які заклали принципи поліпшення подорожей, щодня морем подорожують сотні кораблів.

Морські вантажі становлять понад 90% світової торгівлі, оскільки це найдешевший спосіб доставки основних та комерційних товарів. Винахід корабля допоміг легко з'єднати світ і стало важливою віхою в історії людства.