Hoewel grote schepen al eeuwenlang gemeengoed zijn op de wereldzeeën, kunnen ze voor sommige mensen nog steeds een mysterie zijn. Geconfronteerd met zulke grandioze constructies blijft er één vraag over: waarom blijven schepen drijven?

Het antwoord is eenvoudiger dan het lijkt en werd eeuwen geleden al onthuld door zeelieden en ingenieurs die oplossingen zochten voor maritieme exploratie. In het kort kan het worden beantwoord met behulp van twee concepten.

Laten we dus iets meer begrijpen over dichtheid en het Principe van Archimedes, om de twijfel weg te nemen.

Dichtheid

Dichtheid is een begrip dat wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de massa per volume-eenheid van een stof. Om een voorwerp te laten drijven, zoals een schip, moet de massa dus verdeeld zijn over een groot volume.

Dit komt omdat hoe meer massa er verdeeld is, hoe minder dicht het object zal zijn. Met andere woorden, eenvoudig gezegd is het antwoord op de vraag "waarom blijven schepen drijven?": omdat hun gemiddelde dichtheid lager is dan die van water.

Omdat een groot deel van de binnenkant van het schip uit lucht bestaat, kan het toch blijven drijven, zelfs als het zware stalen verbindingen heeft.

Hetzelfde principe zie je als je bijvoorbeeld een spijker vergelijkt met een plank van piepschuim. Hoewel de spijker lichter is, zinkt hij door de hoge dichtheid in vergelijking met de lage dichtheid van het piepschuim.

Archimedes Principe

Archimedes was een Griekse wiskundige, ingenieur, natuurkundige, uitvinder en astronoom die leefde in de 3e eeuw v. Chr. Hij deed onder andere onderzoek naar een principe dat kan worden omschreven als:

"Elk lichaam dat is ondergedompeld in een vloeistof ondergaat een verticale opwaartse kracht (stuwkracht), waarvan de intensiteit gelijk is aan het gewicht van de vloeistof die door het lichaam wordt verplaatst."

Met andere woorden, het gewicht van een schip dat het water verplaatst tijdens zijn beweging veroorzaakt een reactiekracht van het water tegen het schip. In dit geval zou het antwoord op de vraag "waarom drijven schepen?" zoiets zijn als: omdat het water het schip omhoog duwt.

Een schip van 1.000 ton, bijvoorbeeld, veroorzaakt een kracht gelijk aan 1.000 ton water op de romp, waardoor de steun verzekerd is.

Waarom blijven schepen drijven, zelfs in ruw water?

Een schip is zo ontworpen dat het blijft drijven, zelfs wanneer het schommelt door de golven. Dit komt omdat het zwaartepunt zich onder het zwaartepunt van de stuwkracht bevindt, waardoor het schip in balans blijft.

Wanneer een voorwerp zweeft, is het onderhevig aan de werking van deze twee krachten. Wanneer de twee middelpunten samenvallen, is het evenwicht onverschillig. In deze gevallen blijft het voorwerp dus gewoon in de positie waarin het aanvankelijk was geplaatst. Deze gevallen komen echter vaker voor bij volledig ondergedompelde voorwerpen.

Aan de andere kant, als de onderdompeling gedeeltelijk is, zoals in schepen, zorgt de helling ervoor dat het volume van het bewegende deel van het water het centrum van de stuwkracht verandert. Het drijfvermogen is gegarandeerd als het evenwicht stabiel is, d.w.z. het lichaam kan terugkeren naar de beginpositie.

Bronnen Azeheb, Braziliaanse School, EBC, Wegmuseum

Afbeeldingen CPAQV, leraar Kentucky, wereldcruises, school in Brazilië