Proč se lodě klesají? Elementární fyzika!

Aby lodě mohly cestovat po otevřeném moři, musí odolat velkému zatížení: hmotnost lodě spolu s posádkou, zavazadly, zásobami a cestujícími. Tajemství toho, proč se lodě netopí, je, že to dělají jen s malou pomocí principů hustoty a vztlaku.

Zajímavé je, že výletní lodě mohou vážit od 65 do 70 tisíc tun. Přemístí ekvivalentní množství vody, když se tlačí na oceán, což mezitím tlačí a udržuje loď na hladině. Proto lodě neklesají.

Z tohoto důvodu inženýři, mluvící o gravitaci lodi, se odkazují na posun, nikoli na váhu. Aby se nepotopila, musí výletní loď přesunout svou hmotnost do vody, než se ponoří do vody. Z technického hlediska je mnohem obtížnější navrhnout takovou výletní loď, která bude méně hustá než voda pod ní.

Chcete-li pochopit, proč železné lodě neklesají, je to snadnější s následujícím příkladem: je třeba si představit, jaký je rozdíl mezi propadnutím bowlingové koule do vody a pokusem ponořit nafukovací míč do vody. Bowlingová koule nemůže předtím, než se potopí, vytěsnit dostatečné množství vody, a tak jde dolů. Plážová míč má opak a zůstává nad vodou.

Elementární fyzika: proč loď neklesá

Inženýři pomáhají lodím dosáhnout vztlak tím, že vybírají lehké, trvanlivé materiály a rozptylují hmotnost lodi v celém těle. Trup lodi pod hlavní palubou je zpravidla velmi široký a má hlubokou základní linii nebo tzv. Spodní část. Taková velká plavidla, jako jsou nákladní, námořní, přepravní a výletní lodě, obvykle používají vyklápěcí nádrže nebo lodní trupy, které odvádějí vodu na stranu, aby zůstaly na hladině. To je celá odpověď na otázku, proč kovové lodě neklesají.

Tvar těla je klíčem k úspěchu

Pohyblivé tělo s kulatým dnem vypadá jako velký obdélník se zaoblenými okraji, aby se rozptyloval odpor nebo se působilo proti pohybujícímu se objektu. Zaoblené hrany minimalizují sílu vody proti trupu, což umožňuje velkým tažným lodím hladký pohyb.

Pokud jste trochu odtáhli výletní loď z vody a podívali se na ni několik set metrů, trup vypadal jako velká písmena "U" v závislosti na velikosti kýlu. Kýl běží z nosu na záď a působí jako páteř lodi.

Na nedostatky běžné formy těla

Stejně jako vše, co se děje v našem životě, kulaté dno má své výhody a nevýhody. Na rozdíl od lodi s tělem ve tvaru písmene V, které vznáší vlny z vody, kulaté dno umožňuje plavidlu hladce pohybovat na vodě, což činí tato vozidla extrémně stabilní a plavidla schopná plavby. Cestující na těchto lodích zřídka cítí jakýkoli klouzání nebo pohyb "na stranu".

Lodě s kulatými těly se pohybují hladce, ale odolnost vody je velmi pomalá. Mohou plavat rychle pouze v případě, že je k nim přidán motor s vysokým výkonem. Nicméně potřeba stability a plynulého chodu přesahuje celkovou rychlost, což činí případ s kulatým dnem vhodným pro výletní lodě.

Chránič sborů

Je třeba poznamenat, že trup lodi není jen odpovědí na otázku, proč se lodě neuschovávají: trup mimo jiné provádí stabilizační a ochranné funkce. Útesy, písek a ledovce mohou roztrhat skleněné vlákno, kompozitní materiály a dokonce i ocel. Aby se zabránilo katastrofickému poškození, lodní stavitelé obvykle budují výletní lodě pomocí těžké oceli a vkládají dvojité trupy jako zvláštní opatření. Konstrukce s dvojitým pláštěm je pouzdro uvnitř pláště, například pneumatika s vnitřní trubkou.

Bohužel se nelze vyhnout nehodám. Zabránit vrak lodí, v případě, že něco proniklo do prvních dvou linií obrany, vertikální vodotěsné děliče, známé jako přepážky, jsou instalovány po celém vnitřku pláště. Tyto oddělovače udržují poškozené lodě na hladině a zastavují příchozí vodu ve zvláštních oddílech, čímž zabraňují tomu, aby se celá loď potopila. Celé tajemství toho, proč se loď nepoklesá, dokonce ani v případě poškození, je inženýr správnou konstrukcí plavidla.