• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Varför kan båtar av stål flyta på vatten när en stålstång sjunker?
    En båts genomsnittliga densitet är lätt jämfört med vattnets genomsnittliga densitet. Stockbyte/Getty Images

    Standarddefinitionen av flytande registrerades först av Archimedes och går ungefär så här:Ett objekt i en vätska upplever en uppåtriktad kraft som är lika med vätskans vikt fördrivna av objektet. Så om en båt väger 1, 000 pund (eller kilo), det kommer att sjunka i vattnet tills det har förskjutit 1, 000 pund (eller kilo) vatten. Förutsatt att båten förskjuter 1, 000 pund vatten innan det hela är nedsänkt, båten flyter.

    Det är inte särskilt svårt att forma en båt på ett sådant sätt att båtens vikt har förskjutits innan båten är helt under vattnet. Anledningen till att det är så enkelt är att en stor del av det inre av en båt är luft (till skillnad från en kub av stål, som är massivt stål hela). Medeltätheten för en båt - kombinationen av stål och luft - är mycket lätt jämfört med den genomsnittliga vattentätheten . Så väldigt lite av båten måste faktiskt sänkas ned i vattnet innan den har förskjutit vikten på båten.

    Nästa fråga att ställa handlar om flytande sig. Hur vet vattenmolekylerna när 1, 000 pund av dem har kommit ur vägen? Det visar sig att den faktiska flytande handlingen har att göra med tryck snarare än vikt. Om du tar en kolumn med vatten 1 tum kvadrat och 1 fot hög, den väger cirka 0,44 pund beroende på vattentemperaturen (om du tar en kolonn med vatten 1 cm kvadrat och 1 meter hög, den väger cirka 100 gram). Det betyder att en 1 fot hög kolonn med vatten utövar 0,44 pund per kvadrattum (psi). Liknande, en 1 meter hög kolonn med vatten utövar 9, 800 pascal (Pa).

    Om du skulle sänka en låda med en manometer (som visas på bilden) i vatten, då skulle manometern mäta vattentrycket på det nedsänkta djupet:

    Om du skulle sänka lådan 1 fot i vattnet, mätaren skulle läsa 0,44 psi (om du nedsänkte den 1 meter, den skulle läsa 9, 800 Pa). Vad detta betyder är att botten av lådan har en kraft uppåt appliceras på den av det trycket. Så om rutan är 1 fot kvadrat och den är nedsänkt 1 fot, lådans botten trycks upp av ett vattentryck på (12 tum * 12 tum * 0,44 psi) 62 pund (om lådan är 1 meter kvadratisk och nedsänkt 1 meter djup, kraften uppåt är 9, 800 newton). Detta råkar bara motsvara vikten av kubikfoten eller kubikmeter vatten som förskjuts!

    Det är detta uppåt vattentryck som trycker på botten av båten som får båten att flyta. Varje kvadratcentimeter (eller kvadratcentimeter) på båten som är under vattnet har vattentryck som skjuter den uppåt, och detta kombinerade tryck flyter båten.

    För mer information, kolla in länkarna på nästa sida.

    Mycket mer information

    Relaterade artiklar om HowStuffWorks

    • Hur flytande städer kommer att fungera
    • Hur Heliumballonger fungerar
    • Skulle en ballong fylld med vakuum istället för helium flyta?
    • Hur kryssningar fungerar
    • Hur ubåtar fungerar
    • Hur dieselmotorer fungerar

    Fler fantastiska länkar

    • Fråga en forskare:Varför saker flyter
    • BoatSafeKids:Hur flyter en tung båt?
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com