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【游艇小知識(shí)】鋼鐵的船體是怎樣浮在水面上的?

【游艇小知識(shí)】鋼鐵的船體是怎樣浮在水面上的?

現(xiàn)代的大游艇船體都是用鋼造成的,鋼比水重7倍多;船里所載的貨物如糧食、機(jī)器、建筑器材等也都比水重得多,為什么船載了這么重的東西還能漂浮在水上呢?

要說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題,我們可以做個(gè)試驗(yàn):把一張薄鐵皮放在水里,它立刻就沉下去了;如果把這張鐵皮做成一個(gè)盒子,重量沒(méi)有改變,它卻能漂浮在水上;不僅如此,在盒子里再裝一些東西,盒子也僅僅下沉一些,仍能漂浮在水面上。這是因?yàn)楹凶拥牡酌嫔弦艿剿膲毫?,這種壓力就是豎直向上的浮力,只要浮力大于鐵皮的重量,就托住了鐵盒使它不會(huì)下沉。

 

鐵盒

 

當(dāng)然鐵盒的四周同時(shí)也受到水的壓力,不過(guò)它前后兩面所受的壓力大小相等,方向相反,相互抵消了;左右兩面的壓力也同樣相互抵消了。浮力是隨著水的深度而增加,隨著物體浸沒(méi)在水里部分的體積增大而增大的。因?yàn)殍F盒子的體積比鐵皮大得多,排開(kāi)水的重量也大得多,所得的浮力也大多了,所以盒子里裝了東西還能浮在水面上。超級(jí)游艇能浮在水上的道理也是一樣的。

物體浮沉的定律,是2000多年前希臘的學(xué)者阿基米德發(fā)現(xiàn)的,他準(zhǔn)確地說(shuō):“作用于水中物體上的浮力的大小等于物體所排開(kāi)水的重量”。船愈大,吃水愈深,就意味著船所排開(kāi)水的重量愈大,船所得的浮力也愈大,當(dāng)然也就可以裝載更多的東西。

浮性是船舶在一定裝載情況下漂浮于水面(或浸沒(méi)水下)保持平衡的能力。浮性是船舶的基本性能之一。水對(duì)船舶的靜壓力的合力稱(chēng)為浮力,靜壓力的合力的等效作用點(diǎn)稱(chēng)為浮心。船舶在一定裝載情況下保持平衡位置需滿足的平衡條件為:(1) 重力與浮力的大小相等而方向相反;(2)重心與浮心在同一鉛垂線上。當(dāng)向船上放置重物時(shí),船的重量和重心位置就發(fā)生了變化。船的重量的增加會(huì)使船再向水中下沉一定的深度,使浮力的增加量等于船上所增加的重物的重量。如果重心位置的變化使重心與浮心不在同一鉛垂線上,那么,船就會(huì)發(fā)生傾斜,船排開(kāi)水的形狀就發(fā)生了變化,這時(shí)浮心位置會(huì)發(fā)生移動(dòng),最終使重心與浮心在同一鉛垂線上。船的傾斜情況可分為橫傾、縱傾和既有橫傾又有縱傾的傾斜。