Квиз: как корабли плавают, а подлодки погружаются
Архимед, балластные цистерны и марка Плимсоля: узнай, почему стальные корабли держатся на воде, и ответь на 10 вопросов.
Почему предметы плавают
Когда что-то опускают в воду, оно вытесняет часть воды. Вода выталкивает его вверх с силой, равной весу вытесненной воды. Это закон Архимеда — он назван в честь древнегреческого мыслителя, который, по преданию, открыл его, сидя в ванне.
Если предмет легче воды, которую он вытесняет, выталкивающая сила побеждает, и он плавает. Если тяжелее — тонет.
Поэтому важно не только то, из чего сделан предмет, но и его форма. Кусок стали тонет, а сталь, превращённая в полый корпус, вытесняет много воды и при этом остаётся лёгкой для своего размера.
Почему стальные корабли не тонут
Корпус корабля в основном заполнен воздухом. Если считать всё вместе — сталь и воздух, — корабль в целом менее плотный, чем вода, поэтому он держится на плаву, хотя сталь сама по себе утонула бы.
Чем больше груза везёт корабль, тем глубже он сидит в воде: чтобы держаться на плаву, ему нужно вытеснить больше воды. Солёная вода плотнее пресной, поэтому в море корабль сидит чуть выше, чем в реке.
На бортах кораблей нарисована грузовая марка, которую часто называют линией Плимсоля. Если вода поднимается выше неё, корабль перегружен и выходить на нём в плавание опасно.
Как подводные лодки погружаются и всплывают
Подводная лодка может сама выбирать, плавать ей или тонуть. У неё есть большие балластные цистерны. Чтобы погрузиться, она открывает клапаны и впускает в них морскую воду, становится тяжелее вытесняемой воды и уходит вниз.
Чтобы всплыть, она продувает цистерны сжатым воздухом и выдавливает из них воду. Лодка снова становится легче и поднимается.
Небольшие плавники — горизонтальные рули — помогают направлять её вверх или вниз на ходу. У поверхности экипаж может смотреть наружу через перископ — трубу с зеркалами или призмами, которая выглядывает над волнами.