Selvom store skibe har været almindelige i århundreder på havene rundt omkring i verden, kan de stadig være et mysterium for nogle mennesker. Når man står over for så storslåede konstruktioner, er der stadig et spørgsmål: Hvorfor flyder skibe?

Svaret er enklere, end det ser ud til, og blev afsløret for århundreder siden af sømænd og ingeniører, der havde brug for løsninger til maritim udforskning. Kort sagt kan det besvares ved hjælp af to begreber.

Så lad os forstå lidt mere om densitet og Archimedes' princip for at tilfredsstille tvivlen.

Tæthed

Massefylde er et begreb, der defineres ud fra forholdet mellem masse og volumen i et stof. For at et objekt kan flyde, f.eks. et skib, skal dets masse være fordelt over et stort volumen.

Det skyldes, at jo mere masse der er fordelt, jo mindre tæt vil objektet være. Med andre ord er svaret på "hvorfor flyder skibe?": fordi deres gennemsnitlige massefylde er mindre end vandets.

Da meget af skibets indre består af luft, er det stadig i stand til at flyde, selv om det har tunge stålforbindelser.

Det samme princip kan man se, når man for eksempel sammenligner et søm med en flamingoplade. Selv om sømmet er lettere, synker det på grund af den høje massefylde sammenlignet med flamingoens lave massefylde.

Arkimedes' princip

Archimedes var en græsk matematiker, ingeniør, fysiker, opfinder og astronom, der levede i det 3. århundrede f.v.t. Blandt hans forskning fremsatte han et princip, der kan beskrives som:

"Ethvert legeme nedsænket i en væske udsættes for en kraftpåvirkning (tryk) lodret opad, hvis intensitet er lig med vægten af den væske, som legemet fortrænger."

Med andre ord forårsager et skibs vægt, der fortrænger vandet under dets bevægelse, en reaktionskraft fra vandet mod skibet. I dette tilfælde ville svaret på "hvorfor flyder skibe?" være noget i retning af: fordi vandet skubber skibet opad.

Et skib på 1.000 tons forårsager for eksempel en kraft, der svarer til 1.000 tons vand på skroget, hvilket sikrer dets støtte.

Hvorfor flyder skibe selv i hårdt vand?

Et skib er designet, så det bliver ved med at flyde, selv om det gynger på grund af bølgerne. Det skyldes, at dets tyngdepunkt er placeret under dets fremdriftscenter, hvilket sikrer skibets balance.

Når et legeme flyder, er det underlagt disse to kræfter. Når de to centre falder sammen, er ligevægten ligegyldig. I disse tilfælde forbliver objektet derfor bare i den position, det oprindeligt blev placeret i. Disse tilfælde er dog mere almindelige med helt nedsænkede objekter.

På den anden side, når nedsænkningen er delvis, som i skibe, får hældningen volumenet af den bevægelige del af vandet til at ændre trykcentret. Opdrift er garanteret, når balancen er stabil, dvs. de tillader kroppen at vende tilbage til den oprindelige position.

Kilder : Azeheb, Brazil School, EBC, Weg Museum

Billeder : CPAQV, lærer fra Kentucky, verdenskrydstogter, skole i Brasilien