Deși obișnuite de secole pe mările din întreaga lume, navele mari pot fi încă un mister pentru unii oameni. În fața unor construcții atât de grandioase, rămâne o întrebare: de ce plutesc navele?

Răspunsul este mai simplu decât pare și a fost dezvăluit cu secole în urmă de către marinarii și inginerii care aveau nevoie de soluții pentru explorarea maritimă. Pe scurt, răspunsul poate fi dat cu ajutorul a două concepte.

Așadar, să înțelegem puțin mai multe despre densitate și despre principiul lui Arhimede, pentru a elimina îndoiala.

Densitate

Densitatea este o confecție definită din raportul dintre masa pe unitatea de volum a oricărei substanțe. Astfel, pentru ca un obiect să poată pluti, cum ar fi o navă, masa sa trebuie să fie distribuită pe un volum mare.

Cu cât există o mai mare distribuție a masei, cu atât obiectul va fi mai puțin dens. Cu alte cuvinte, în termeni simpli, răspunsul la întrebarea "de ce plutesc navele?" este: pentru că densitatea medie a acestora este mai mică decât cea a apei.

Deoarece o mare parte din interiorul navelor este alcătuită din aer, chiar dacă are compuși grei din oțel, acestea pot pluti.

Același principiu poate fi observat atunci când se compară un cui cu o placă de polistiren, de exemplu. Chiar dacă cuiul este mai ușor, el se scufundă din cauza densității ridicate în comparație cu densitatea scăzută a polistirenului.

Principiul lui Arhimede

Arhimede a fost un matematician, inginer, fizician, inventator și astronom grec care a trăit în secolul al III-lea î.Hr. Printre cercetările sale se numără un principiu care poate fi descris ca fiind:

"Orice corp scufundat într-un fluid este supus acțiunii unei forțe (împingere) pe verticală în sus, a cărei intensitate este egală cu greutatea fluidului deplasat de corp."

Cu alte cuvinte, greutatea unei nave care deplasează apa în timpul mișcării sale provoacă o forță de reacție a apei împotriva navei. În acest caz, răspunsul la întrebarea "de ce plutesc navele?" ar fi ceva de genul: pentru că apa împinge nava în sus.

O navă de 1 000 de tone, de exemplu, provoacă o forță echivalentă cu 1 000 de tone de apă pe corpul său, asigurându-i susținerea.

De ce plutesc navele chiar și în ape agitate?

O navă este proiectată astfel încât, chiar și în condițiile în care valurile o fac să se balanseze, ea va continua să plutească, deoarece centrul de greutate este situat sub centrul de împingere, asigurând astfel echilibrul navei.

Atunci când un corp plutește, el este supus acțiunii acestor două forțe. Atunci când cele două centre coincid, echilibrul este indiferent. În aceste cazuri, deci, obiectul rămâne pur și simplu în poziția în care a fost plasat inițial. Aceste cazuri sunt însă mai frecvente în cazul obiectelor complet scufundate.

Pe de altă parte, atunci când imersiunea este parțială, ca în cazul navelor, înclinația face ca volumul părții de apă în mișcare să modifice centrul de împingere. Flotabilitatea este garantată atunci când echilibrul este stabil, adică permite corpului să revină în poziția inițială.

Surse : Azeheb, Școala Braziliei, EBC, Muzeul Weg

Imagini : CPAQV, Profesor Kentucky, Croaziere mondiale, Școala din Brazilia