Zdá se úžasné, že obrovské oceánské lodě se drží nad vodou a nepotápějí se. Pokud vezmete pevný kus kovu a vložíte ho do vody, okamžitě se potopí. Ale moderní vložky jsou také vyrobeny z kovu. Jak můžete vysvětlit jejich dobrý vztlak? Skutečnost, že kovový trup lodi je schopen zůstat na hladině vody, je vysvětlena zákony fyziky.
Proč se loď nepotopí
Schopnost zůstat na hladině vody je charakteristická nejen pro lodě, ale také pro některá zvířata. Vezměte alespoň vodní strider. Tento hmyz z čeledi Hemiptera se cítí na vodní hladině sebevědomě a pohybuje se podél ní klouzavými pohyby. Tohoto vztlaku je dosaženo tím, že špičky nohou vodního chodce jsou pokryty tvrdými chloupky, které nejsou zvlhčeny vodou.
Vědci a vynálezci doufají, že v budoucnu budou lidé schopni vytvořit vozidlo, které se bude pohybovat po vodě podle principu vodního chodce.
Zásady bioniky se však na tradiční lodě nevztahují. Každé dítě obeznámené se základy fyziky může vysvětlit vztlak lodi vyrobené z kovových dílů. Jak říká Archimedův zákon, vztlaková síla začne působit na tělo ponořené do kapaliny. Jeho hodnota se rovná hmotnosti vody vytlačené tělem během ponoření. Tělo se nemůže utopit, pokud je síla Archimeda větší nebo rovna hmotnosti těla. Z tohoto důvodu zůstává loď na hladině.
Čím větší je objem těla, tím více vody vytěsňuje. Železná koule spadnutá do vody se okamžitě utopí. Pokud to ale vyvalíte do stavu tenkého plechu a vytvoříte z něj uvnitř dutou kouli, pak taková volumetrická struktura zůstane na vodě, jen ponořená.
Plavidla s kovovou kůží jsou postavena takovým způsobem, že v době ponoření vytlačuje trup velmi velké množství vody. Uvnitř trupu lodi je mnoho prázdných oblastí naplněných vzduchem. Ukázalo se tedy, že průměrná hustota nádoby je mnohem menší než hustota kapaliny.
Jak zachovat vztlak lodi?
Loď je udržována na hladině, pokud je její kůže neporušená a nepoškozená. Osud lodi však bude ohrožen, pokud by dostala díru. Voda začíná protékat otvorem v kůži uvnitř cévy a zaplňuje její vnitřní dutiny. A pak se loď může dobře potopit.
Aby se zachoval vztlak plavidla po přijetí díry, byl její vnitřní prostor rozdělen přepážkami. Potom malá díra v jednom z oddílů neohrožovala celkovou schopnost lodi přežít. Voda byla z prostoru, který byl zaplaven, odčerpána pomocí čerpadel a pokusili se díru uzavřít.
Horší je, když bylo poškozeno několik oddílů najednou. V takovém případě by se loď mohla potopit kvůli ztrátě rovnováhy.
Na začátku 20. století profesor Krylov navrhl záměrně zaplavit komory umístěné v té části lodi, která je naproti zaplaveným dutinám. Současně loď trochu přistála ve vodě, zůstala však ve vodorovné poloze a nemohla se v důsledku převrácení potopit.
Návrh lodního inženýra byl tak neobvyklý, že byl dlouho ignorován. Teprve po porážce ruské flotily ve válce s Japonskem byla jeho myšlenka přijata.
