Tại sao tàu nổi được

Các tàu lớn hiện nay đều chế tạo bằng sắt thép, thép nặng hơn nước 7 lần, những hàng hoá mà tàu chuyên chở như lương thực, máy móc, thiết bị, vật liệu xây dựng… cũng đều nặng hơn nước nhiều lần, vì sao con tàu chở những vật nặng như vậy lại có thể nổi được trên mặt nước?

 Để giải thích vấn đề này, chúng ta hãy thử làm một thí nghiệm: thả một tấm thép vào trong nước, nó chìm ngay lập tức; nhưng nếu đem tấm thép đó làm thành một cái hộp, trọng lượng không thay đổi gì nhưng cái hộp thép đó có thể nổi trên mặt nước; không chỉ thế, trên hộp này nếu để thêm một số đồ vật thì nó chỉ chìm xuống một chút chứ vẫn nổi trên mặt nước. Đó là vì mặt đáy hộp đã chịu áp lực của nước, loại áp lực này là sức đẩy lên theo hướng thẳng đứng, chỉ cần sức đẩy lớn hơn trọng lượng vỏ  thép là có thể giữ được hộp thép không thể chìm. Đương nhiên là xung quanh hộp thép cũng chịu áp lực của nước, thế nhưng áp lực mà mặt trước và mặt sau của nó phải chịu là bằng nhau, nhưng hướng thì ngược nhau nên đã triệt tiêu lấn nhau, áp lực hai mặt phải trái cũng triệt tiêu lẫn nhau như vậy. Sức đẩy tuỳ theo độ sâu của nước mà tăng lên. Vì thể tích hộp thép lớn hơn tấm thép rất nhiều, nên trọng lượng nước bị choán chỗ cũng lớn hơn rất nhiều vì thế sức đẩy có được cũng rất lớn cho nên dù có thể thêm đồ vật, hộp vẫn nổi trên mặt nước. Nguyên tắc tàu thuyền lớn có thể nổi trên mặt nước cũng là như vậy.

Định luật nổi chìm của vật thể là do nhà bác học Acsimet phát hiện ra từ 2.000 năm trước, ông đã nói một cách chuẩn xác: “Độ lớn của sức đẩy tác dụng vào vật thể trong nước bằng trọng lượng nước mà vật thể đó đã choán chỗ”.

Tàu càng lớn, trọng lượng nước mà tàu choán chỗ càng lớn, sức đẩy mà tàu thu được cũng càng lớn, đương nhiên cũng càng chở được nhiều hàng hoá hơn.

Thời gian gần đây đã xuất hiện nhiều thuyền nhỏ làm bằng xi măng lưới thép. Những chiếc thuyền này xem ra rất nặng nhưng thực ra khi chở đầy bùn sông và trong khoang còn chứa nước nữa nó vẫn nổi. Vì sao nó lại có được sức đẩy lớn như vậy? Thì ra ở hai đầu loại thuyền này đều có một hầm kín trống rỗng không chứa gì nên đã cung cấp đủ sức đẩy nâng thuyền lên.

Home Kiến thức tại sao tàu to và nặng hơn kim nhưng tàu nổi trên mặt nước còn kim bị chìm xuống

Trong trường hợp đó, thanh ѕắt ᴠẫn biến mất хuống dưới mặt nước chỉ trong một nháу mắt. Nhưng con tàu thì ѕẽ luôn nổi được trên mặt nước!

Tại ѕao con tàu khổng lồ, nặng hàng ngàn tấn lại có thể nối trên mặt nước?

Để có được câu trả lời, trước tiên, chúng ta phải nhớ lại định luật của Acѕimet:

Theo đó, một con tàu nặng 1000 pound (hoặc kg), nó ѕẽ chìm хuống nước cho đến khi chiếm hết chỗ của 1.000 pound (hoặc kilôgam) nước. Với điều kiện con tàu phải làm được điều đó trước khi toàn bộ đều bị ngập nước, như ᴠậу tàu ѕẽ nổi.

Xem thêm:

Đó là lý do một con tàu có thể nổi. Nhưng để giải thích ᴠì ѕao nó tự trôi nổi thì lại phức tạp hơn rất nhiều mà уếu tố quan trọng nhất là mật độ của đối tượng хét đến. Trong khi đó, mật độ trung bình của tàu (ᴠà không khí) nhẹ hơn nhiều ѕo ᴠới mật độ của nước biển.

Phải tính mật độ trung bình của nước ᴠà không khí bởi trong con tàu có nhiều phòng, khoang, có chứa đầу không khí. Chúng luôn ѕong hành cùng nhau nên phải tính chung trong 1 chủ thể để đối ѕánh ᴠới mật độ của nước biển.

Xem ᴠideo:

thứ duу nhất

kim loại nặng

nguуên tắc cơ bản

gặp ѕự cố

1

Bạn đang thắc mắc? Ghi câu hỏi của bạn và đăng ở chế độ cộng đồng (?)

Mọi người đều biết rằng, thả một cục sắt nhỏ vào trong chậu nước thì ngay lập tức nó sẽ chìm xuống dưới đáy chậu. Con tàu hơn trăm nghìn tấn thậm chí vài trăm nghìn tấn thì lại nổi dễ dàng trên mặt nước. Tại sao lại như vậy?

Căn cứ theo định luật Acximet thì trong môi trường có trọng lực, một vật rắn thả vào trong chất lỏng ví dụ như nước sẽ phải chịu các lực từ mọi phía của chất lỏng được gọi là lực nâng. Độ lớn của lực này liên quan đến trọng lực và luôn luôn hướng lên trên. Một vật thể có trọng lượng lớn khi bị trọng lực tác động sẽ bị chìm xuống dưới. Vật thể có trọng lực nhỏ hơn lực đẩy thì vật thể sẽ nổi lên trên. Khi trọng lực cân bằng với lực đẩy thì vật thể có thể nổi trên mặt nước. Mặc dù tàu rất nặng nhưng do các tấm sắt tạo thành thể hơn cục sắt có cùng trọng lực rất nhiều lần. Như vậy, thể tích của tàu ở trong nước tăng lên rất nhiều, lực đây nhờ vậy cũng tăng lên đến khi vượt qua trọng lực của tàu thì tàu sẽ nổi trên mặt nước.

Nếu cùng vứt một quả bóng và một thanh sắt xuống nước, chắc chắn 100% thứ duy nhất bạn có thể nhìn thấy sau đó là quả bóng đang nổi trên mặt nước còn thanh sắt kia sẽ biến mất ngay lập tức xuống dưới đáy hồ (hoặc đáy sông, đáy biển...).

Lý giải cho điều này cực kỳ đơn giản, thanh sắt quá nặng để có thể nổi được. Hơn thế nữa, quả bóng còn chứa không khí ở trong giúp nó nổi được trên mặt nước.

Vậy nếu đối tượng chúng ta xét tới cùng thanh sắt không phải là một quả bóng nhẹ tênh mà là một con tàu bằng kim loại nặng hàng trăm ngàn tấn thì sao?

Trong trường hợp đó, thanh sắt vẫn biến mất xuống dưới mặt nước chỉ trong một nháy mắt. Nhưng con tàu thì sẽ luôn nổi được trên mặt nước!

Tại sao con tàu khổng lồ, nặng hàng ngàn tấn lại có thể nối trên mặt nước?

Để có được câu trả lời, trước tiên, chúng ta phải nhớ lại định luật của Acsimet:

“Một vật nhúng vào chất lỏng bị chất lỏng đẩy thẳng đứng từ dưới lên với lực có độ lớn bằng trọng lượng của phần chất lỏng mà vật chiếm chỗ. Lực này gọi là lực đẩy Ác-si-mét".

Theo đó, một con tàu nặng 1000 pound (hoặc kg), nó sẽ chìm xuống nước cho đến khi chiếm hết chỗ của 1.000 pound (hoặc kilôgam) nước. Với điều kiện con tàu phải làm được điều đó trước khi toàn bộ đều bị ngập nước, như vậy tàu sẽ nổi.

Nguyên tắc cơ bản là một vật sẽ chìm nếu nó nặng hơn chính xác cùng một thể tích nước mà nó chiếm chỗ. Nói một cách dễ hiểu, dù con tàu nặng cả ngàn tấn, nhưng thể tích nước mà nó chiếm chỗ được cũng rất lớn, tạo thành lực đẩy Acsimet lớn và ngược chiều với trọng lực của tàu. Khi hai lực cân bằng (trước khi tàu ngập nước hoàn toàn) thì con tàu sẽ nổi.

Đó là lý do một con tàu có thể nổi. Nhưng để giải thích vì sao nó tự trôi nổi thì lại phức tạp hơn rất nhiều mà yếu tố quan trọng nhất là mật độ của đối tượng xét đến. Trong khi đó, mật độ trung bình của tàu (và không khí) nhẹ hơn nhiều so với mật độ của nước biển.

Phải tính mật độ trung bình của nước và không khí bởi trong con tàu có nhiều phòng, khoang, có chứa đầy không khí. Chúng luôn song hành cùng nhau nên phải tính chung trong 1 chủ thể để đối sánh với mật độ của nước biển.

Xem video:

Tại sao một con tàu có thể nổi trên mặt nước?

Đặt một giả thiết khác, nếu gặp sự cố, 1-2 phòng bị ngập kín nước, có thể con tàu vẫn nổi, nhưng nếu phần lớn số phòng bị ngập nước, mật độ trung bình cũng như trọng lượng tăng lên quá nhiều, con tàu sẽ từ từ chìm xuống cho đến khi ngập hoàn toàn dưới nước.

Cho nên dù rất nặng, nhưng với thể tích chiếm nước lớn, kết hợp với mật độ nhẹ hơn nên tàu vẫn có thể tự trôi nổi. Ngoài ra, các tuabin quay sẽ khiến chân vịt chuyển động, tạo ra lực đẩy về phía trước, giúp tàu, thuyền có thể di chuyển dễ dàng từ nơi này đến nơi khác dù nặng cả ngàn tấn.

Bạn sẽ không thể tin nổi cách người ta "tạo ra" tên trộm chỉ từ 1 con vịt đồ chơi