Почему подводная лодка не тонет – Почему подводные лодки не тонут?
Принцып устройства подводной лодки
Создание подводной лодки стало величайшим достижением в военном деле. Такой корабль может быть очень опасен, потому что невидим – находясь под водой, он наносит неожиданные удары. Но какое же все таки устройство подводной лодки? Что дает ей возможность погружаться, подниматься, находится под водой на определенной глубине?
На лодку, как и на все остальные физические тела, распространяется закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости. Благодаря этому закону мореплавание в принципе возможно – корабль обретает плавучесть, то-есть возможность находиться на поверхности воды.
Но для подводной лодки нужно не только находиться на поверхности (то-есть иметь положительную плавучесть), но и уметь погружаться (обретать отрицательную плавучесть), а также «висеть» на определенной глубине – не всплывая и не пытаясь утонуть (это состояние называется нулевой плавучестью).
Изменение плавучести у подводных лодок достигается принятием водного балласта. В специальные цистерны на борту лодки набирается забортная вода. Когда цистерны полностью заполнены – лодка обретает нулевую плавучесть, если же ей надо всплыть – вода выпускается из цистерн.
Но для передвижения в горизонтальной плоскости вода в цистернах не поможет. Поэтому в устройстве подводной лодки для регулировки направления движения имеется вертикальный руль (как и у надводных кораблей). Так же для изменения глубины погружения используются горизонтальные рули, похожие на рули самолетов для изменения высоты полета. При использовании горизонтальных рулей лодка может менять глубину погружения без изменения своей плавучести.
Статья подготовлена по материалам книги: К. Рыжов «100 великих изобретений», 2006 г.
www.thingshistory.com
ПОЧЕМУ ПОДВОДНАЯ ЛОДКА НЕ ТОНЕТ. КАК УСТРОЕНА «ПОДЛОДКА»
Любая подводная лодка имеет пару корпусов, внешний и внутренний.
Внутренний корпус, в котором находится экипаж и все оборудование, оснащается из толстых металлических листов. Он разделен прочными, водонепроницаемыми перегородками на несколько отсеков.
В пространстве между двумя корпусами находятся емкости для воды, которая используется в качестве балласта.
Если выталкивающая сила, «сила Архимеда» действующая на лодку, меньше силы тяжести действующей со стороны земли то лодка погружается и ложится на дно. Объём подводной лодки при погружении меняется не значительно. Так что «сила Архимеда» остается практически неизменной.Чтобы всплыть лодка избавляется от воды, находящейся в балластных емкостях, замещая ее сжатым воздухом. Масса подводной лодки изменяется, и сила тяжести становится меньше «силы Архимеда», подводная лодка начинает всплывать.
Чтобы остановиться при подъеме на заданной глубине необходимо вновь заполнить водой балластные емкости. Заполнение и опорожнение баков с водой должно производиться так чтобы распределение массы внутри лодки оставалось симметричным. Иначе лодка может потерять устойчивость и перевернуться.
Когда лодка плывет по воде выталкивающие силы действуют на внешний корпус лодки погруженный в воду. Она компенсирует силу тяжести.
Первое успешная попытка подводного плавания состоялась в 1629 году на реке Темзе. А первые корабли похожие на современные появились в конце 19 века.
На что же способны наши подводные лодки?
Русский подводный мир способен нанести сокрушительный ядерный удар в любую точку планеты. Всего одной лодки проекта БОРЕЙ достаточно чтобы произвести запуск 16 межконтинентальных ракет с термоядерным зарядом.
Также российский подводный флот способен вести борьбу с наземными морскими и воздушными целями противников. Всего одна лодка проекта «Акула» имеет на вооружении более 20 межконтинентальных термоядерных ракет «булава», при этом имеет более 20 торпед и ракет противовоздушной обороны, способные сбивать самолеты и вертолеты неприятеля.
Больше всего наших подлодок боится Америка. Ведь большинство из них невозможно засечь, вполне возможно, что несколько таких плавает по океану и про них не кто не знает.
Понравился наш сайт? Присоединяйтесь или подпишитесь (на почту будут приходить уведомления о новых темах) на наш канал в МирТесен!
super-orujie.ru
Почему Подводные Лодки Не Тонут?
Почему подводные лодки не тонут…
Как ни печально, но подводные лодки тонут… как любые корабли (суда) потерявшие из-за повреждений запас плавучести. Ну а пока подводная лодка находится в исправном состоянии она, в отличие от надводного судна, сохраняет способность маневрировать по глубине. Для того чтобы понять, почему так происходит нужно вспомнить закон, достаточно известного дедушки, который жил в славном городе Сиракузы. На подводную лодку, в подводном положении, как и на любое тело, погруженное в воду, действуют две главные силы – сила тяжести и выталкивающая сила. Измеряются они в тонна-силах. Сила тяжести — сила, с которой подводная лодка (все её элементы и погруженные в неё грузы) притягивается к Земле. Точка приложения силы тяжести — центр масс, который называется центром тяжести и обозначается буквой G. Выталкивающая сила — равнодействующая сил гидростатического давления воды, которые перпендикулярны к наружной поверхности корпуса лодки, и соответствуют глубине погружения Н. Горизонтальные составляющие сил гидростатического давления компенсируются. Вертикальные составляющие отличаются на величину вертикального размера корпуса и представляют собой выталкивающую силу D. Эта сила всегда направлена вверх и приложена в точке, которая называется центром величины С. Для того чтобы подводная лодка в подводном положении всплывала или погружалась, необходимо обеспечить некоторую разность абсолютных величинПочему корабли не тонут
Как известно, корабли строят из металла и они очень тяжелые. Железные гвозди тоже производят из металла, по сравнению с кораблями они легкие, но, тем не менее, уходят ко дну. А почему корабли не тонут?
Закон Архимеда в действии. Парадокс Архимеда
Чтобы объяснить это явление, необходимо иметь представление о Законе Архимеда: на тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (или газа) в объеме тела. Чтобы убедиться в действии выталкивающей силы, достаточно погрузиться в ванну, наполненную до краев. Тело вытолкнет часть воды вверх, и она прольется на пол. Другими словами, когда какое-либо физическое тело погружается в воду, оно освобождает себе пространство, выталкивая часть воды. А вода, в свою очередь, выталкивает тело наверх. Корабли очень тяжелые, но в их корпусе есть большие равномерно расположенные пустоты, заполненные воздухом, который легче воды. В результате вес той воды, которую выталкивает корабль, больше его собственного веса. Так что судно не утонет до тех пор, пока оно не перегружено и не стало тяжелее вытолкнутой им воды. Между прочим, пустые помещения помогают кораблю не потонуть даже с пробоиной в корпусе, находящейся ниже уровня воды. Это возможно благодаря тому, что эти пустоты отгорожены друг от друга толстыми перегородками. Если даже вода полностью заполнит одну полость, то остальные останутся в прежнем состоянии.
Таким образом, в случае корабля выталкивающая сила равна весу воды в объеме той части судна, которая погружена в воду. Если эта сила больше, чем вес судна, то оно будет плавать. Кстати, парадокс Архимеда утверждает, что тело может плавать в объеме воды меньшем, чем объем самого тела, если его средняя плотность меньше, чем плотность воды. Проявление этого парадокса в том, что массивное тело (то есть плавательное средство) может плавать в объеме воды намного меньшем, чем объем самого тела.
Понятия водоизмещения и ватерлинии
Корабль не тонет потому, что в отличие от гвоздя обладает водоизмещением. Водоизмещение — это количество (вес или объем) воды, вытесненной подводной частью корпуса судна. Масса этого количества воды равна весу всего судна, независимо от его размера, материала и формы.
Как известно, корабли предназначены для перевозки людей и грузов. Если он пустой, то его вес минимальный, а следовательно, он меньше всего «осаживается» в море. Груженое судно погружается в воду глубже. При повышенной нагрузке чрезмерное погружение в воду чревато затоплением — судно уйдет под воду и утонет. Поэтому на корпусе имеется ватерлиния — специальная горизонтальная линия на внешней стороне борта, до которой крупное плавательное средство погружается в воду при нормальной осадке. Обычно выше нее корабль открашен одним цветом, а ниже — другим. Если уровень ватерлинии начал погружаться под воду, это свидетельствует о перегрузке судна либо наличии пробоины. С другой стороны, пустой корабль не должен быть слишком легким, так как в этом случае его подводная часть будет слишком маленькой по отношению к надводной. Такое положение также опасно: ветер и волны могут опрокинуть плавательное средство.
В наше время для определения глубины погружения существует множество датчиков. А ватерлиния — лишь вспомогательное средство определения исправности и правильной эксплуатации судов.
Таким образом, железные суда проектируют и строят с таким расчетом, чтобы при погружении они вытесняли количество воды, вес которой равен их весу в загруженном состоянии.
Аналогия с железным шариком
Можно представить объяснение и с точки зрения физической зависимости между массой, объемом и плотностью. Тела, плотность которых меньше плотности воды, свободно плавают по ее поверхности. Как известно, плотность обратно пропорциональна объему и прямо пропорциональна массе, что отражает формула ρ=m/v. То есть при неизменной массе тела, чтобы уменьшить плотность, требуется пропорционально увеличить его объем. Последнее утверждение можно представить следующим примером.
Железный шарик тонет в воде, потому что у него большой вес, но маленький объем. Если этот шарик расплющить в тонкий лист, а из листа сделать большой, внутри пустой шар, то вес не увеличится, а объем значительно вырастет, из-за чего железный шар будет плавать.
Корабль внутри имеет множество пустых, наполненных воздухом помещений, и его средняя плотность значительно меньше плотности воды. Поэтому для судна очень опасно, если пробоины в нем будут наполняться водой — вода тяжелее воздуха — это приведет к нарушению баланса между весом судна и объемом — и он пойдет ко дну.
Интересно, что в танкерах, перевозящих нефть, пустых помещений с воздухом почти нет, так как сама нефть имеет плотность, меньшую плотности воды. Аналогично и с лесовозами. Поэтому танкеры и лесовозы нагружают под завязку — чтобы не требовался воздух. А такие судна, как балкеры, перевозящие металл и железную руду, нуждаются в большом количестве пустых помещений.
На схеме: 1 — Силы поддержания корабля на плаву; 2 — Давление воды на борт судна.
Таким образом, действие выталкивающей силы зависит, во-первых, от объема плавательного средства, а во-вторых — от плотности воды, в которой судно плавает.
Эта сила тем больше, чем больше объем погруженного тела.
После физики — немного лирики
Корабль и волны
На море шторм, девятый вал
И волны бьются о корабль.
Он плыл себе, беды не зная,
А волны быстро догоняли.
Еще мгновение, и два —
И в корабле одна вода.
Он постепенно шел ко дну
И, скрывшись в море, затонул…
И долго ветер бушевал,
Он гнев природы вымещал.
Но, наконец, затихли волны,
Природа вновь стала довольной.
Но люди впредь не засмеются,
Сердца их больше не забьются…
Все стихло, гладь как зеркала,
Но ни людей, ни корабля…
/Л. Ш., 1991 год/
Могут ли корабли летать
Суда на воздушной подушке передвигаются по воде, однако они не погружаются в воду, как обычные корабли. Они парят на прослойке воздуха, которая приподнимает судно над поверхностью воды. Такой корабль может передвигаться не только по воде, но и по земле.
Как погружаются и всплывают подводные лодки
У подводной лодки есть специальные резервуары, которые при погружении заполняются водой. Вес лодки увеличивается, она становится тяжелее воды и погружается вниз. При всплытии резервуар наполняют воздухом, который вытесняет воду. Схематически это указано на рисунке выше.
Первая подводная лодка
Одна из первых подводных лодок была сконструирована и испытана голландцем Корнелиусом ван Дреббелем еще в 20-х годах XVII века. Двенадцать гребцов погружали деревянную лодку под воды реки Темза в Великобритании.
Первый водолазный костюм
Этот неуклюжий водолазный костюм изобрели более 200 лет назад. Воздух для водолаза поступал с поверхности по длинному шлангу.
Таким образом, благодаря воздуху, который легче воды, можно контролировать погружение тел в воду. На этом принципе основано перемещение подводных лодок и по этой причине корабли не тонут.
Читайте также: Почему лодка не тонет.
glazastik.com
Почему лодка не тонет
Правителя можно сравнить с лодкой, а народ — с водой: вода может нести лодку, а может ее и опрокинуть.
/Сюнь-Цзы/
Лодкой называют небольшое судно длиной до 9-ти метров, шириной до 3-х метров и грузоподъемностью до 5-ти тонн. Это один из простейших видов водного транспорта. С древнейших времен с ее помощью люди добывали пищу, путешествовали, воевали. Почему лодка не тонет?
На плаву все плавательные средства удерживает физический закон, открытый много столетий назад Архимедом. Если предмет легче воды такого же объема, то он будет держаться на ее поверхности; если их вес равен, предмет уйдет под воду, но на дно не опустится; а в случае, если он окажется тяжелее воды, то мигом погрузится на дно.
Теперь если вернуться к лодкам, то для их производства всегда использовались материалы более легкие, чем вода. Основными составляющими для изготовления лодок служат древесина, легкие сплавы, полимеры, пластик, а для надувных лодок — резина. Кроме того, внутри лодка полая. Именно эта полость и удерживает ее на плаву, даже в груженом состоянии. Однако всегда нужно помнить, что у каждого плавательного средства есть свой предел грузоподъемности. Если лодку перегрузить и ее вес сравняется с весом воды, она начнет тонуть.
Читайте также: Почему корабли не тонут.
glazastik.com
Федор неснов почему не тонут подводные лодки
Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:
«Почему подводные лодки не тонут?» Работу выполнил ученик 2 «А» классаНеснов ФедорРуководитель Талютова Н. А. Вопрос 1 вариант ответа 2 вариант ответа 3 вариант ответа Зависит ли плавучесть предмета от его веса? ДА- 16 чел. НЕТ-7 чел. Зависит ли плавучесть предмета от его размера? ДА-7 чел. НЕТ-16 чел Зависит ли плавучесть предмета от его формы? ДА-19 чел НЕТ-4 чел Предмет из какого материала не утонет? СТЕКЛЯННЫЙ- 1 чел. ДЕРЕВЯННЫЙ- 13 чел. ЖЕЛЕЗНЫЙ-9 чел. Какое животное не умеет плавать? СОБАКА-0 чел. ЗАЯЦ-15 чел. СЛОН-8 чел. История подводных лодок очень глубока. Еще Леонардо Да Винчи упоминал о похожих строениях, но отказался от идеи, опасаясь использования разрушительной силы в подводном мире. Согласно историческим данным, Александр Македонский пытался применять нечто похожее на подводныйколокол с целью осуществления разведки. Первая в истории подводная лодка появилась в 17 веке в Лондоне, будучи изобретенной физиком и механиком Корнелем ванн Дреббелем. Для приведения агрегата в рабочее состояние необходимо было 3 офицера и 12 гребцов. Дэвид Бушнелл – американский изобретатель построил модель подводной лодки в 1776 г., впервые предназначавшейся для атаки врага и погружающуюся при заполнении специального бака водой. Лодка получила название «Черепахи» из-за внешнего сходства двух половин судна, спаянных между собой и напоминающих панцирь черепахи. В верхней половине был купол со стеклом. Однако при первой же попытке атаки лодка была уничтожена английским флотом. Модель первой подлодки в России сконструировал в России уроженец подмосковного села Покровское плотник Ефим Никонов в царствованиеПетра I. И хотя ее испытания, в основном из-за течи, завершились неудачно, император приказал строить полномасштабный корабль. Однако после смерти Петра Великого все работы прекратились. В настоящее время субмарины могут пребывать под водой несколько месяцев и проходить сотни тысяч километров без дозаправки топливом. Советская атомная подводная лодка типа «Акула» Подводные лодки используют как для военных, так и в мирных целях. Пуск боевой ракеты с атомной подводной лодки. Наблюдение за природой В 1991 году российские батискафы «Мир-1» и «Мир-2» опустились на глубину почти 4 километра и сделали первую видеозапись «Титаника». Мы все можем в домашних условиях сконструировать подводную лодку.Я провел конструирование подводной лодки, внутри которой находится воздушный шарик с трубочкой. Отверстия в виде иллюминаторов помогаютзаполнить лодку водой, она погружается на дно. Надувая воздушный шар, мы выталкиваем воду из пластиковой бутылочки, и лодка всплывает к поверхности. Но для подводной лодки нужно не только находиться на поверхности, но и уметь погружаться, а также «висеть» на определенной глубине. Чтобы наглядно понять, а провел опыт. Взял свежее яйцо и приготовил раствор соли в воде такой плотности , чтобы погруженное в него яйцо вытесняло столько рассола, сколько оно само весит .Путем разбавления простой водой достигается уменьшение плотности воды .В результате чего яйцо будет находиться в середине или на дне банки. Я сделал вывод , что в подобном состоянии находится и подводная лодка. Матросы закачивают воду в особые вместилища, чтобы погрузиться, и откачивают, чтобы всплыть. Я выбрал эту тему для проектно-исследовательской работы потому что считаю, что экспериментальная деятельность и интересные опыты вовлекают нас – детей, в мир естественных наук. В китайской пос
educontest.net
такой вот вопрос почему подводная лодка не тонет. поему не тонет??аа?? она же из металла
Любая подводная лодка обладает положительной плавучестью, то есть сама по себе она не погрузится под воду. Она конечно из металла, но внутри ещё больше воздуха! Для того, чтобы лодка все же погрузилась, в специальные цистерны впускают забортную воду, вытесняя из этих цистерн воздух. Очень важно при этом конечно не переборщить с забором воды, иначе лодка может приобрести отрицательную плавучесть и затонуть. Но — всё учтено могучим ураганом! (с)
Тонули и не раз. А те, что всплывают, так только по недоразумению.
Она ж не целиком из металла, там внутри воздух есть. Надводный корабль, между прочим, тоже не из пробки делают…
Поэкспериментируйте. Заполните ванну водой, возьмите кастрюлю побольше и попробуйте погружать её в воду — строго дном вниз. Предупреждаю — она будет сопротивляться. Если закрыть её плотно (герметично) крышкой, то затолкать можно и ниже поверхности воды — чем не подводная лодка? За объяснением наблюдаемых эффектов стоит обратиться к научному наследию Архимеда сиракузского. Кстати можно проделать и более интересный опыт — опускать открытую кастрюлю строго дном вверх. С аналогичными предыдущему опыту результатами. 🙂
А тогда и корабль почему? Он же тоже из металла.
«…По закооону Архимееееда ооон не тонет а плывеееет.. «
touch.otvet.mail.ru