Многие суда выглядят так, точно их невероятно нагрузили. Как же им удается удерживать правильное положение и не переворачиваться? Эксперименты, описанные далее, помогут вам найти ответ на этот вопрос. Когда корабль переворачивается, его корпус с одной стороны погружается в воду, а с противоположной, наоборот, поднимается. Вода, однако, создает выталкивающую силу с той стороны, которая испытывает погружение, — и стремится снова вытолкнуть корабль на поверхность. Чем глубже уходит под воду одна сторона корабля, тем сильнее сопротивление и тем труднее для корабля продолжить погружение вплоть до опрокидывания. Катамаран, подобный тому, что представлен в одном из проектов, обладает исключительной остойчивостью, потому что у него не один, а два корпуса, поддерживаемые сопротивлением воды.
Немаловажно также и положение груза в трюме корабля. Тяжелые вещи, горой нагроможденные на палубе, делают судно неустойчивым и усиливают вероятность того, что оно перевернется. И наоборот, тяжелый груз, уложенный глубоко в трюме, придает кораблю дополнительную остойчивость. Во втором из экспериментов мы рассмотрим, как связана эта характеристика корабля с формой корпуса, более угловатой или отличающейся плавными обводами.
Строим катамаран
Вам понадобится:
Строим катамаран: маленькая пластиковая бутылка; ножницы; палочки для садоводства; резиновые ленты; резервуар с водой; груз.
Снимите крышку с небольшой пластиковой бутылки и аккуратно разрежьте ту по всей длине пополам. У вас получится два одинаковых элемента, необходимых для корпуса катамарана.
Разместите половинки бутылки рядом, параллельно друг другу. Положите на них сверху, поперек, две ровные палочки-тростинки. С помощью резинок прикрепите их к половинкам бутылки.
Опустите готовый катамаран в резервуар с водой. Нагрузите одну половину катамарана деревянными кубиками. Ну что, переворачивается?
Нагружаем плавсредства
Вам понадобится:
Нагружаем плавсредства: пластиковая бутылка и квадратный пластиковый контейнер примерно одного размера; ножницы; резервуар с водой; деревянные бруски или кубики; пластилин.
Для этого опыта вам нужно иметь один плавучий предмет округлой формы, а другой — прямоугольной, и оба примерно одних размеров. Срежьте с округлого предмета полоску, чтобы задать ему нужную окончательную форму.
Поместите оба плавучих предмета в резервуар с водой. Постепенно подгружайте с одной стороны каждого деревянные кубики. Какой «кораблик» из двух опрокинется в первую очередь, а какой окажется более устойчивым на воде?
Теперь нагрузите «баржу» с прямоугольными обводами деревянными кубиками, равномерно распределив их по всей площади. Однако не перестарайтесь: ваше плавсредство не должно утонуть. Нажмите на него с одной стороны. Возможно, вы ощутите, как «баржа» сопротивляется, стараясь выровняться.
Чтобы увеличить остойчивость «кораблика» с округлым корпусом, налепите на дно несколько комочков пластилина. Так вы создадите на его дне груз, или балласт.
Снова, и прежним образом, нагрузите «кораблик» деревянными кубиками с одной стороны. Вы заметили, что балласт «в глубине трюма» явно улучшает остойчивость вашего плавсредства?