Tekneler gibi Su Taşıtları Nasıl Su Üstünde Kalır?

Tekneler Nedir?

O kadar saçma bir soru değil! Bir gemi veya bir tekneler; okyanusta, nehirde veya başka bir sulu yerde yüzebilen ve hareket edebilen, kendi gücüyle veya elementlerden gelen gücü kullanarak bir araçtır ( rüzgar, dalgalar veya Güneş). Çoğu tekneler kısmen suyun içinde ve kısmen üzerinde hareket eder. Ancak bazıları yukarı kalkar ve üzerinde hızlanırken diğerleri (denizaltılar) tamamen suyun altından geçer. Bunlar oldukça bilgiç ayrımlar gibi görünmektedir. Ancak çok önemli oldukları ortadadır.

Tekneler neden yüzer?

Tüm tekneler yüzebilmektedir. Ancak yüzme göründüğünden daha karmaşık ve kafa karıştırıcıdır. En iyi şekilde yüzmeye neden olan kuvvet olan yüzdürme adı verilen bilimsel bir kavram aracılığıyla tartışılabilecektir. Herhangi bir nesne yoğunluğuna (belirli bir hacminin ağırlığına) bağlı olarak suda yüzer veya batar. Sudan daha yoğunsa, genellikle batar; daha az yoğunsa, yüzer. Nesnenin ne kadar büyük veya küçük olduğu önemli değil. Bir altın yüzük suda batar, futbol sahası büyüklüğünde bir plastik parçası yüzer. Temel kural, bir nesnenin ağırlığı tam olarak aynı hacimde sudan daha fazlaysa batacağıdır. Ancak bu, bir uçak gemisinin (yoğun metalden yapılmış) neden yüzebildiğini gerçekten açıklamıyor. O yüzden biraz daha inceleyelim.

Pozitif, negatif ve nötr yüzdürme

Yüzdürme, bir denizaltı hakkında düşünmeyi anlamak en kolayıdır. Dalış uçakları (yanlara monte edilmiş kanatçıklar) ve gerektiğinde yükselmesini veya düşmesini sağlamak için su veya hava ile doldurabileceği balast tanklarına sahiptir. Tankları tamamen hava ile doluysa, pozitif olarak yüzer olduğu söylenir: tanklar eşit hacimdeki sudan daha hafiftir ve alt yüzeyi yüzeyde yüzer hale getirir. Tanklar kısmen hava ile doluysa, denizaltıyı suyun orta derinliklerinde yükselmeden veya batmadan yüzdürmek mümkündür. Buna nötr yüzdürme denir. Diğer seçenek ise tankları tamamen suyla doldurmaktır. Bu durumda denizaltı negatif olarak yüzer, yani deniz tabanına batar. Denizaltıların nasıl yükselip alçaldıkları hakkında daha fazla bilgi edinin.

Yüzeyde yüzdürme

Artık çoğu tekne, denizaltılarla aynı şekilde çalışmıyor. Batmazlar ama tam olarak yüzemezler de. Bir tekne kendi ağırlığına ve taşıdığı yüke göre kısmen yüzer kısmen batar; bu iki ağırlığın toplamı ne kadar büyükse, suda o kadar düşük oturur. Bir teknenin suya batmadan taşıyabileceği ağırlık o kadar fazladır ki… aslında tamamen batar! Gemilerin güvenli bir şekilde yelken açabilmeleri için bu noktaya yaklaşmadan üzerlerine ne kadar ağırlık yükleyebileceğimizi bilmemiz gerekir. Peki bunu nasıl anlayabiliriz?

Arşimet Prensibi

Cevabı ilk bulan kişi, MÖ 3. yüzyılda bir zamanlar Yunan matematikçi Arşimet’ti. Popüler efsaneye göre, bir kral için yapılmış bir tacın som altın mı yoksa kısmen altın ve gümüş karışımından yapılmış ucuz bir sahte mi olduğunu bulma görevi ona verilmişti. Hikayenin bir versiyonu; banyo yaptığını ve vücudunu suya daldırırken su seviyesinin nasıl yükseldiğini fark ettiğini söylüyor. Altın bir tacı banyoya düşürürse, suyun kendi hacmini kenardan dışarı iteceğini veya “yerini değiştireceğini” ve böylece çok karmaşık bir nesnenin hacmini ölçmek için kolay bir yol sağlayacağını fark etti. Tacı tartarak, yoğunluğunu (kütlesinin hacmine bölümü) kolayca hesaplayabilmekte ve onu altınla karşılaştırabilirmiştir. Yoğunluk altından daha düşükse, taç açıkça sahteydi. Hikayenin diğer versiyonları onu biraz farklı bir şekilde anlatıyor. Böylelikle de birçok insan tüm hikayenin muhtemelen zaten uydurulmuş olduğunu düşünüyor!

Daha sonra, şimdi Arşimet Prensibi olarak bilinen ünlü fizik yasasını buldu. Bir şey suyun içinde veya üzerinde dururken; kenara ittiği (veya yerinden çıkardığı) suyun ağırlığına eşit bir yukarı (kaldırma) kuvvet hisseder. Bir nesne tamamen su altındaysa, yukarı doğru iten bu kaldırma kuvveti, ağırlığını etkili bir şekilde azaltır; su altındayken, karada olduğundan daha az ağırlığa sahip gibi görünür. Bu nedenle kauçuk dalış tuğlası (yüzme havuzunda antrenman yaptığınız tuğlalardan biri) gibi bir şeyi su altından aldığınızda; yüzeye çıkarıp havaya kaldırdığınız zamana göre daha hafif hissettirmektedir.

Diğer Hususlar

Bütün bunlar, bir geminin ağırlığının (ve içindekilerin) neden genellikle onun yer değiştirmesi olarak adlandırıldığını açıklar; eğer okyanus, ağzına kadar dolu bir su kabı olsaydı, bir geminin yer değiştirmesi; geminin kenarına döküldüğünde kenardan dökülecek olan suyun ağırlığıdır. gemi denize indirilmiştir. En üstteki fotoğrafımızdaki USS Enterprise, suda biraz daha alçaktayken yaklaşık 75.000 ton yüksüz veya tam yükte 95.000 tonluk bir deplasmana sahiptir. Tatlı su tuzlu sudan daha az yoğun olduğu için, aynı gemi bir nehirde (veya tatlı su ve tuzlu su karışımı olan bir haliçte) denizden daha alçakta duracaktır.