Еще две тысячи лет назад Архимед сделал гениальное открытие – один из главных законов гидростатики, согласно которому опущенный в жидкость предмет выталкивается из нее с силой, равной весу вытесненной жидкости. Понимание этой аксиомы и помогает нам оставаться на воде в судах из любого материала, даже самого тяжелого.
Как заставить плавать тяжелые материалы
Казалось бы, опусти в речку, например, кусок металла – он тут же утонет. Все логично. Но если этому куску принять форму лодки (разумеется, с инженерными расчетами), он не просто останется на плаву – он будет готов принять груз и экипаж, все так же оставаясь на поверхности, и это тоже логично. В соответствии с законом Архимеда, яхта останется на плаву до тех пор, пока она выталкивает объем жидкости, который будет равен весу самой лодки. Например, один кубический фут морской воды весит 64 фунта (именно морской, т.е. соленой, а не соленая будет весить 62 фунта). И если форма корпуса позволяет вытеснять один кубический фут жидкости на 64 фунта веса судна (в пресноводном водоеме – 62), оно останется на плаву.
Главное – правильно все рассчитать
Один из секретов плавучести материалов, которые значительно тяжелее воды (в частности, алюминий и фибергласс) – это их возможность охватывать некое пространство, суммарная плотность которого меньше ее плотности и самого материала, из которого сделан корпус яхты. То есть, если пространство внутри корпуса, “заполненное” воздухом, экипажем, провизией и вооружением будет обладать меньшей плотностью, а соответственно, легче металлических или фиберглассовых бортов, то корпус будет сохранять плавучесть, независимо от размеров. Главное, правильно рассчитать размеры корпуса. А вот если этот же самый корпус разобрать на части и побросать их в водоем, они сразу же пойдут ко дну, потому что сами по себе, без воздуха, они гораздо плотнее.
При строительстве судна архитекторы больше уделяют внимание не весу лодки, а понятию “водоизмещение”. И, чтобы подводная часть яхты была достаточной для того, чтобы удержаться на воде, специалист должен рассчитать вес такелажа, крепежа, команды и т.д. и соотнести его с размерами корпуса. То есть, чем больше объем корпуса под ватерлинией, тем лодка тяжелее, и наоборот – у легкого судна подводная часть будет небольшой. В любом случае, строим мы легкий парусник или тяжелый пароход, принципа расчетов и закон Архимеда всегда едины.