Perché galleggiare imbarcazioni in acciaio?

Piccole imbarcazioni e moto d'acqua può avere leggeri scafi in plastica o in fibra di vetro, ma più grandi vasi richiedono materiali più rigidi e più forte. Navi da carico, navi militari e altri grandi imbarcazioni sono realizzati principalmente in acciaio. Acciaio, rafforza l'integrità strutturale di una barca sia esso offre protezione contro le collisioni, ma acciaio è pesante e causerà una barca impropriamente costruito ad affondare.

Densità

La densità è determinata misurando la massa e il volume di un oggetto.

La densità è che una misura della quantità di massa di un determinato volume di un oggetto ha. Due oggetti possono essere delle stesse dimensioni, ma hanno densità differenti e gravità tira l'oggetto più denso più difficile verso la terra. Questo principio è rilevante per gli oggetti galleggianti in acqua o nell'atmosfera. Un aerostato di aria calda, ad esempio, galleggia sopra la terra perché la sua densità è minore l'aria di sotto di esso. Iceberg e cubetti di ghiaccio galleggiano sulla superficie dell'acqua perché l'acqua congelata è meno denso rispetto alla sua controparte liquido. Acciaio, tuttavia, è più denso dell'acqua. Se si misura la massa in una tazza di acciaio è significativamente maggiore rispetto alla massa in una tazza d'acqua. Come tale, barca designer considerare alcuni fattori aggiuntivi durante la progettazione di una barca che galleggia.

Spostamento

Profughi di acqua aumenta proporzionalmente al volume di un oggetto d'abbassamento.

Quando acciaio Lavelli, il livello dell'acqua sale leggermente come l'acqua è spostata per fare la stanza per esso. Per una nave a galla, deve spostare una notevole quantità di acqua. Se la quantità di acqua spostata dalla nave pesa più dell'acciaio calata in acqua, la nave raggiunge galleggiabilità e rimane a galla. Acciaio solido non ottiene spinta di galleggiamento in acqua perché l'acciaio è molto più pesante di acqua che sposta. Tuttavia, un contenitore in acciaio cavo, riempito con qualcosa di molto meno denso dell'acqua, combina i rispettivi volumi dell'acciaio e il suo carico leggero per spostare il volume richiesto di acqua.

Densità totale

Aria intrappolata nelle opere di ali di acqua come l'aria intrappolata in scafi di navi.

Quando una barca fatta da acciaio e altri materiali, la densità dei singoli materiali rimane la stessa, ma la struttura stessa adotta una densità misurabile. La densità totale della struttura è la densità media delle sue parti, quindi se abbastanza dei componenti della nave hanno una bassa sufficiente densità, la nave stessa è meno denso dell'acqua. Pertanto, quando gli ingegneri progettano una barca, hanno bisogno di misurare la massa di tutte le sue parti e che per la quantità di acqua che soppianterà confrontare. Possono quindi utilizzare densità dell'acqua per determinare se o non abbastanza acqua massa sarà spostato per supportare la barca.

Progettazione barche

Una barca squilibrata può rapidamente prendere sull'acqua e perdere la galleggiabilità.

Gli ingegneri devono considerare distribuzione del peso pure. Idealmente, il peso dell'imbarcazione è distribuito uniformemente lungo la sua superficie. Se la distribuzione del peso della barca è irregolare, un'estremità siederà inferiore nell'acqua. Quando una parte della barca si siede troppo basso, l'acqua può penetrare sopra la parte superiore e in barca. Come acqua sostituisce l'aria all'interno, densità totale della barca si alza e comincia ad affondare, ecco perche ' una barca galleggiante altrimenti affonderà se esso suggerimenti al lato.