Закон Архімеда для чайників!

Я добре його пам'ятаю - Архімеда - грецького хлопця, який одного разу заліз в свою ванну і звернув увагу на те, що в той момент, коли він опинився у ванні, рівень води піднявся. Чим більшу частину свого тіла він занурював у ванну, тим важче було залишатися на дні, і тим більше води піднімався і

вихлюпувався через край ванни. Це сталося приблизно в 287 році до нашої ери. Він прийшов до наступного висновку: «Якщо предмет повністю або частково занурений в рідину, то виникає спрямована вгору сила, рівна вазі витісняється води» - так що ж це значить?

Він став осмислювати пережите у ванній і спробував зрозуміти, що б це значило. Перш за все, він вирішив провести експеримент. Він ще раз заповнив ванну по самі вінця. Потім він помістив предмет в ванну, але на цей раз він зібрав всю воду, що виплеснулися через краю, а потім він зважив всю вихлюпнулося воду. Але іноді предмет, що поміщається в воду, не тонув, або тонув повільніше інших. Він прийшов до висновку, що якась сила діяла на предмети і або утримувала їх на плаву, або уповільнює швидкість, з якою вони йшли на дно. Ця сила була різною для різних предметів, іноді сила була достатньою для того, щоб утримувати предмет на поверхні, іноді - ні, і об'єкт тонув.
Щоб вкоротити довгу історію (і вирізати побільше фізики!), Ця сила буде дорівнює вазі витісняється предметом води.
Якщо сила (або вага витісняється води) більше ваги предмета, він буде плавати. Якщо менше - предмет потоне. Це і є закон Архімеда!

Тепер давайте перенесемо цю ідею в наш морський світ і насамперед подивимося на човни. Помістимо човен в море. Вона буде витісняти воду. Вага цієї витісняється води буде дорівнює силі, що діє на човен. Якщо виникає сила буде більше ваги човна, вона буде перебувати на плаву. Якщо ми будемо завантажувати все більше і більше спорядження на човен, в якийсь момент вага перевершить силу, спрямовану вгору ... і човен потоне!

Що вам необхідно зрозуміти, це те, як цей Закон впливає на вас під час занурення. Для початку, уявіть дайвера, що важить 100 кг і одягненого в костюм. Тепер він входить в воду (тепер він стає предметом, частково або повністю зануреним в рідину). Виштовхуюча сила, що діє на нього, буде дорівнює вазі витісняється їм рідини. Якщо він витісняє 100 кг або більше, дайвер буде плавати на поверхні. Якщо він витісняє менш 100 кг, він потоне. Зрозуміло? Більшість дайверів в цій ситуації будуть плавати, якщо вони не володіють дуже високою щільністю. Якщо ви носите великий, товстий неопреновий костюм, ви будете витісняти більше води, ніж у випадку з більш тонким мембранним костюмом, значить, ваша плавучість буде вище, і для того щоб почати занурення, опинитися під водою, вам буде потрібно більше важкий вантажний пояс, щоб перемогти плавучість, створювану костюмом.

Під водою все ставати ще цікавіше. Візьмемо дайвера, що володіє нейтральною плавучістю, тобто знаходиться в стаціонарному положенні в товщі води, і припустимо, що він не дихає. Він є статичною - тобто виштовхує сила, що діє на нього, буде дорівнює силі, спрямованої вниз і залежить від його ваги. Під час вдиху відбуваються дві речі. По-перше, його щільність зменшується, по-друге, він витісняє більше води. Відповідно до закону Архімеда, що діє на нього виштовхує сила зросте, тобто він почне підніматися. І навпаки, під час видиху він втрачає частину виштовхує сили і починає тонути. На жаль, для дайверів при русі вниз або вгору існує затримка, пов'язана з опором, що виникає завдяки опору, який створюється вашим тілом і спорядженням. Навик контролю плавучості полягає в розумінні того, як це відбувається, і виробити певний ритм і малюнок дихання. Необхідно видихати, як тільки ви починаєте підніматися, і навпаки - це мінімізує амплітуду рухів.

Освоєння контролю плавучості

Я бачив безліч дайверів, молодих і літніх, які втрачали контроль над своєю плавучістю під водою, і щиро не розуміють причини події. Вони намагаються зрозуміти, що ж відбувається, і

неконтрольовано вилітають на поверхню. Хороший інструктор зможе вирішити ситуацію перш, ніж вона почне становити реальну небезпеку, але давайте заглибимося в проблему. З якоїсь причини у вас виникла «позитивна плавучість» - і в дев'яти випадках з десяти це пов'язано зі зробленим вами вдихом, як правило - занадто глибоким. Може ви злякалися, побачивши здоровенного лобстера? Може, ви подумали, що так буде краще. Хоч би яка була причина, що виштовхує сила, що діє, на вас, зросла, оскільки збільшився обсяг витісняється води. Ви почнете рухатися вгору. Ви не хотіли, щоб це відбувалося, ви не розумієте, що відбувається, ви починаєте робити дії - наприклад, починаєте рухати руками і ногами, намагаючись відновити баланс - і всім цим м'язам знадобитися що? - кисень! Таким чином вам знову необхідно робити вдих ... потім видих ... І кожен вдих буде додавати вам позитивну плавучість. Крім того, повітря в вашому компенсаторі, і в вашому костюмі, і в матеріалі костюма (якщо ви використовуєте неопреновий костюм) розшириться в міру того, як ви будете спливати, оскільки зовнішній тиск при цьому буде знижуватися. Це викличе ще більшу підйомну силу (дивись Закон Бойля). Це ще збільшить ефект, і ви почнете стрімкий підйом!

Що ж зробити, щоб зупинити це? Відповідь проста: як тільки ви починаєте втрачати контроль над вашою плавучість - видихає! Швидкість вашого спливання знизиться. Розслабтеся (щоб вам не доводилося так напружено дихати) - і тоді ви знову почнете занурюватися (поки ви не захочете знову вдихнути). Немає ніякої необхідності махати руками і ногами, немає потреби хапатися за травящие клапани компенсатора і скидати все повітря, немає необхідності панікувати - просто видихніть, розслабтеся і насолоджуйтеся!

Закон Архімеда для чайників!

Схожі статті