Warum das Schiff nicht sinkt: Physik in Aktion

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Hast du dich jemals gefragt, warum ein Schiff nicht sinkt? Wenn Sie ein Floß aus Holz bauen, kann es sicher auf dem Wasser schwimmen. Aber wenn Sie es aus Metall oder Stein machen, sinkt es auf den Grund. Es ist nicht schwer, dieses Phänomen zu erklären. Schließlich unterscheidet sich die Dichte von Stein oder Metall von der Dichte von Holz. Sie sprechen darüber im Physikunterricht. Tatsache ist, dass die Dichte von Holz viel geringer ist als die Dichte von Metall. Gleichzeitig ist der Indikator für die Auftriebskraft des Wassers viel höher als der Indikator für die auf das Floß wirkende Schwerkraft. Bei Metall ist das etwas anders. Seine Dichte ist hoch genug, dass die Auftriebskraft die Schwerkraft nicht überwinden kann. Dadurch sinkt das Floß. Aber warum sinkt das Schiff jetzt nicht, wenn es doch aus Metall ist?

Wenn man einen Baum umhüllt

Schiffe wurden früher nur aus Holz gebaut. Aber alles ändert sich. Jetzt werden Schiffe aus einem zuverlässigeren und langlebigeren Material gebaut - Metall. Aber warum sinkt das Schiff nicht? Wird er schwerer? Was ist der Grund? Vielleicht ist mehr Holz drin als Metall?

Wenn du einen Baum nimmst und ihn mit sehr dünnem Blech ummantelst, wird die Struktur nicht sinken. Dieses Phänomen lässt sich erklärennach einigen Berechnungen. Die durchschnittliche Dichte der Struktur ist also geringer als die Dichte von Wasser. Hier sind die einfachen Zahlen. Wenn wir eine Holzmasse von 100 Kilogramm mit einer Dichte von 600 Kilogramm pro Kubikmeter und eine Metallummantelung mit einem Gewicht von 20 Kilogramm und einer Dichte von 7800 Kilogramm pro Kubikmeter nehmen, beträgt das Gesamtgewicht des Behälters nur 120 Kilogramm. und das Volumen beträgt 0,168 Kubikmeter. Es bleibt, die durchschnittliche Dichte der Struktur zu finden. Dazu müssen Sie die Masse durch das Volumen teilen. Das Ergebnis sind etwa 714 Kilogramm pro Kubikmeter. Dieser Indikator ist geringer als der von Wasser. Dies deutet darauf hin, dass ein mit Blech vorverkleidetes Holzschiff nicht sinken wird. Immerhin beträgt die Dichte von Wasser 1000 Kilogramm pro Kubikmeter.

Moderne Designs

Das Design des Schiffes ist recht einfach. Holz kann man nicht mit Metall ummanteln. Es reicht aus, einen leeren Hohlraum in der Struktur zu lassen, in den kein Wasser eindringen kann. Natürlich ist dieser Ausdruck etwas falsch. Der Hohlraum wird mit Luft gefüllt. Immerhin beträgt die Dichte dieses Stoffgemisches nur 1,29 Kilogramm pro Kubikmeter.

Deshalb sinkt ein Schiff nicht, wenn es tief ist. Tatsächlich gibt es im Inneren der Struktur große Hohlräume, die mit Luft gefüllt sind. Aus diesem Grund ist die Dichte des gesamten Schiffes viel geringer als die Dichte von Wasser. Dadurch hält die Auftriebskraft die Struktur über Wasser.

Warum gelangt kein Wasser ins Schiff

Natürlich, wenn Wasser in den Hohlraum eindringt, wird das Schiff unweigerlich sinken. Um dies zu verhindern, werden in dem Teil der Struktur, der sich unter Wasser befindet, Trennwände angebracht. Dadurch werden Kompartimente gebildet. Gleichzeitig werden sie versiegelt. Aus diesem Grund kann Wasser, das in ein Fach gelangt, nicht in das zweite gelangen. Wenn ein Loch im Rumpf erscheint, geht das Schiff nicht auf den Grund. Nur das Kompartiment, in das Wasser eintritt, wird geflutet. Der Rest bleibt mit Luft gefüllt.

Wie Waren transportiert werden

Ein Schiff hat normalerweise Gewicht. Und es ist gleich der Wassermasse, deren Volumen das Schiff im Meer einnimmt. Natürlich ist es unwahrscheinlich, dass ein Ozeanschiff leer segelt. Üblicherweise werden mit Hilfe eines Schiffes nicht nur Personen transportiert, sondern auch große Lasten. Ein leeres Schiff wiegt viel weniger. Das bedeutet, dass es nicht tief ins Wasser einsinkt. Wenn das Schiff beladen ist, sinkt es stärker. Aber warum sinkt das Schiff auch bei großer Beladung nicht?

Normalerweise wird auf dem Schiffsrumpf eine Linie gezogen - die Wasserlinie. Unter diesen Zeiger darf das Schiff nicht eintauchen. Andernfalls wird es überlastet und jede große Welle kann die Struktur überfluten.