Ποιος είναι ο μαθηματικός τύπος για να επιπλέει ένα σκάφος;
Αρχή του Αρχιμήδη:
* Δύναμη πλευστότητας: Αυτή είναι η ανοδική δύναμη που ασκείται από ένα υγρό (όπως το νερό) σε ένα βυθισμένο αντικείμενο.
* Εκτοπισμένο υγρό: Η ποσότητα του νερού που η βάρκα αναβοσβήνει στην άκρη (μετατοπίσεις) είναι άμεσα ανάλογη με τη δύναμη.
* Βάρος του εκτοπισμένου υγρού: Η δύναμη φουσκωτή είναι ίση με το βάρος του νερού που εκτοπίζεται από το σκάφος.
Για ένα σκάφος να επιπλέει:
* Δύναμη πνεύμονας ≥ Βάρος του σκάφους
Απλοποιημένη εξήγηση:
Φανταστείτε μια βάρκα ως δοχείο. Για να επιπλέει, το βάρος του νερού που το σκάφος απομακρύνει (μετατοπισμένο υγρό) πρέπει να είναι ίσο ή μεγαλύτερο από το βάρος του σκάφους και τα πάντα μέσα σε αυτό.
Βασικοί παράγοντες:
* Όγκος: Όσο μεγαλύτερος είναι ο όγκος του σκάφους κάτω από την γραμμή του νερού (μετατόπιση περισσότερο νερού), τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη.
* Σχήμα: Το σχήμα του κύτους επηρεάζει πόσο νερό μετατοπίζεται το σκάφος.
* Πυκνότητα: Η πυκνότητα των υλικών του σκάφους (σε σύγκριση με το νερό) καθορίζει πόσο βάρος μπορεί να κρατήσει.
Παράδειγμα:
Ένα σκάφος από πυκνό υλικό όπως ο χάλυβας μπορεί να βυθιστεί εάν δεν έχει αρκετό όγκο για να μετατοπίσει επαρκή νερό για να υποστηρίξει το βάρος του. Ωστόσο, ένα σκάφος από ελαφρύτερα υλικά όπως το ξύλο ή το γυαλί μπορεί να επιπλέει με μικρότερο όγκο επειδή το συνολικό βάρος του είναι μικρότερο.
Συνοπτικά, δεν υπάρχει ενιαία φόρμουλα, αλλά η αρχή της πλευστότητας εξηγεί πώς τα σκάφη επιπλέουν. Το σκάφος πρέπει να μετατοπίσει αρκετό νερό για να ισούται ή να υπερβαίνει το δικό του βάρος.
