je neemt een boot op het water, die in de warme zon de Indian River afdrijft. Maar heb je je ooit afgevraagd hoe die boot op het water blijft? Vooral gezien al het gewicht dat het vasthoudt?
twee derde van de aarde is bedekt met water. De wereld zou klein zijn als we alleen maar zouden landen. Dus hoe kunnen we deze zware ambachten gebruiken om op het water te drijven? Laten we beginnen met de basis.
Wat is een boot?
een boot is een voertuig dat kan drijven of bewegen op een waterlichaam zoals een oceaan, rivier of meer. Het beweegt ofwel door zijn eigen kracht, meestal met behulp van een motor, of door het gebruik van de macht van de elementen zoals wind, golven, of de zon.
de meeste boten bewegen gedeeltelijk door het water en gedeeltelijk boven het water. Sommige boten zijn in staat om omhoog te tillen en te bewegen op de top van het water als hovercrafts en draagvleugelboten. Anderen bewegen zich geheel onder water zoals onderzeeërs en onderzeeërs, of kleine onderzeeërs.
wat zijn de verschillen die hen in staat stellen om dit te doen?
waarom Boten drijven (of niet)
alle boten zinken niet door drijfvermogen, de daad van drijven. Een objectdichtheid is wat het dwingt te drijven of te zinken. De dichtheid van een object is hoeveel een bepaald volume ervan weegt. Als het object dichter is dan het water waar het in zit, zal het zinken. Als het object minder dicht is dan het water waar het in zit, zal het drijven. De grootte van het object is irrelevant. Bijvoorbeeld, een gouden ring zal zinken als je het in water, maar een stuk plastic ter grootte van een voetbalveld zal drijven. De basisregel van drijfvermogen is dat een object zinkt als het meer dan precies hetzelfde volume water weegt.
soorten drijfvermogen
er zijn drie soorten drijfvermogen, positief, negatief en neutraal. Positief drijfvermogen betekent dat het object zal drijven. Negatief drijfvermogen betekent dat het object zal zinken. En neutraal drijfvermogen betekent dat het object op een middelste diepte zal drijven zonder te drijven of te zinken.
denk aan een onderzeeër. Een onderzeeër heeft ballasttanks die water of lucht opnemen om het te laten stijgen en vallen als dat nodig is. Als de tanks volledig gevuld zijn met lucht, zal het naar het oppervlak drijven omdat de tanks minder wegen dan het gelijke volume water. Als de tanks gedeeltelijk gevuld zijn met lucht, zal deze op een middelste diepte drijven zonder te drijven of te zinken. Als de tanks volledig gevuld zijn met water, zal de onderzeeër zinken naar de bodem.Terwijl een onderzeeër boven of onder water ligt, drijven en zinken de meeste boten deels naar gelang hun eigen gewicht en het gewicht dat ze dragen. Hoe groter het totaal van deze twee gewichten is, hoe lager het in het water ligt. Boten kunnen echter slechts zoveel gewicht weerstaan voordat ze zinken.Het principe van Archimedes
de Griekse wiskundige Archimedes is de vader van het drijfvermogen. Hij kwam in de derde eeuw v.Chr. voor het eerst met het antwoord op drijvend water. De legende gaat dat hij de taak had gekregen om uit te vinden of een kroon gemaakt voor de koning was massief goud of een goedkope nep gedeeltelijk gemaakt van een mengsel van goud en zilver. De meest populaire versie van de legende zegt dat Archimedes was het nemen van een bad en merkte dat het waterpeil steeg toen hij zich ondergedompeld in het bad. Hij realiseerde zich toen dat als hij liet de gouden kroon in de badkuip, Het zou duwen of “verplaatsen” zijn eigen volume van het water van de zijkant effectief waardoor hem een gemakkelijke manier om het volume van een complex object te meten.
hij kwam erachter dat door het wegen van de kroon, hij gemakkelijk de dichtheid ervan kon berekenen en vergelijken met het goud. Een dichtheid van een object is zijn massa gedeeld door zijn volume. Als de dichtheid van de kroon toevallig lager is dan het goud, zou de kroon nep zijn.Later kwam Archimedes met zijn beroemde wet van de natuurkunde, die tegenwoordig bekend staat als het principe van Archimedes. Deze wet stelt dat wanneer iets in water rust, het een opwaartse of drijvende kracht voelt die gelijk is aan het gewicht van het water dat het opzij duwt of verplaatst. Als het object volledig in water wordt ondergedompeld, verliest het effectief zijn gewicht.
dit is de reden waarom objecten onder water minder wegen dan op het droge. Een voorbeeld is dat als je een rubberen duiksteen neemt, een baksteen die gebruikt wordt om mee te trainen in een zwembad, het lichter zal aanvoelen onder water dan wanneer het naar de oppervlakte wordt gebracht. Je krijgt hulp van de drijvende kracht onder water.De volgende keer dat je op een boot van 321 Boat Club zit en je je afvraagt waarom je kunt drijven, denk dan aan het concept van drijfvermogen en het principe van Archimedes.