راز غرق نشدن کشتی ها: درک علمی با قانون ارشمیدس

از دیرباز، انسان مجذوب رمز و راز دریا بوده و تلاش کرده تا بر امواج آن غلبه کند.

در این میان، ساخت کشتی ها نقطه عطفی در تاریخ بشر محسوب می شود که به ما امکان داد تا به سرزمین های ناشناخته سفر کنیم و تجارت و دانش را در سراسر جهان گسترش دهیم.

اما راز غرق نشدن کشتی ها چیست؟ چه نیرویی مانع از فرو رفتن این غول های فلزی در اعماق اقیانوس می شود؟

در این مقاله، به بررسی علمی این پدیده شگفت انگیز با تکیه بر قانون ارشمیدس خواهیم پرداخت.

قانون ارشمیدس

قانون ارشمیدس که توسط فیزیکدان یونانی باستان، ارشمیدس، کشف شد، بیان می دارد که “هر جسم غوطه‌ور در سیال، به اندازه‌ی وزن سیال رانده شده توسط آن، نیروی وزن به سمت بالا (قوه‌ی شناوری) دریافت می‌کند.”

به عبارت دیگر، هر جسمی که در مایعی غوطه‌ور می‌شود، به اندازه‌ی حجم مایعی که جابجا می‌کند، نیروی شناوری دریافت می‌کند.

کاربرد قانون ارشمیدس در غرق نشدن کشتی ها

کشتی ها از بدنه ای توخالی ساخته شده اند که با هوا پر شده است.

هنگامی که کشتی در آب قرار می گیرد، بخشی از بدنه آن در آب غوطه ور می شود و حجم مشخصی از آب را جابجا می کند.

طبق قانون ارشمیدس، این جابجایی آب، نیروی شناوری به سمت بالا ایجاد می کند که به وزن کشتی اعمال می شود.

اگر وزن کشتی از نیروی شناوری کمتر باشد، کشتی غرق نخواهد شد و بر روی سطح آب شناور خواهد ماند.

عوامل موثر بر غرق نشدن کشتی ها

عوامل متعددی بر غرق نشدن کشتی ها تاثیر می گذارند که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• شکل بدنه کشتی: شکل بدنه کشتی به گونه ای طراحی می شود که حداکثر حجم آب را جابجا کند و در عین حال، مقاومت آن در برابر امواج و جریان آب بالا باشد.
• چگالی مواد سازنده کشتی: از مواد با چگالی کم مانند فولاد ضد زنگ و آلومینیوم در ساخت کشتی ها استفاده می شود تا وزن آنها به حداقل برسد.
• بار کشتی: هرچه بار کشتی بیشتر باشد، به حجم آب بیشتری برای جابجایی نیاز دارد و در نتیجه، نیروی شناوری کمتری دریافت می کند.
• شرایط آب و هوایی: طوفان و امواج بلند می توانند نیروی شناوری را کاهش داده و خطر غرق شدن کشتی را افزایش دهند.

محاسبه نیروی شناوری

نیروی شناوری با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:

نیروی شناوری = چگالی مایع × حجم مایع جابجا شده × شتاب جاذبه

در این فرمول، چگالی مایع بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب، حجم مایع جابجا شده بر حسب متر مکعب و شتاب جاذبه بر حسب متر بر ثانیه مربع است.

نتیجه گیری

غرق نشدن کشتی ها پدیده ای شگفت انگیز است که به درک عمیق از علم مکانیک سیالات و قانون ارشمیدس نیاز دارد.

با طراحی دقیق و مهندسی هوشمندانه، انسان توانسته است غول های فلزی را بر روی سطح آب شناور نگه دارد و به فتح دریاها و اقیانوس ها دست یابد.

دنبال راهکارهای عملی برای راه‌اندازی و رونق کسب و کار خود هستید؟

می‌خواهید با جدیدترین ترفندهای بازاریابی و روانشناسی فروش آشنا شوید؟ به دنبال گام‌های طلایی برای تبدیل شدن به یک کارآفرین موفق می‌گردید؟

دانشگاه کسب و کار، رسانه آنلاین تخصصی در حوزه کسب و کار، با دریایی از مقالات کاربردی، راهنمای گام به گام و جدیدترین اخبار، در کنار شماست تا در این مسیر پرماجرا تنها نباشید.

در BusinessUni.net، به زبانی ساده و صمیمی، به تمامی جنبه‌های دنیای تجارت و کارآفرینی می‌پردازیم. از مدیریت و استارتاپ گرفته تا بازاریابی و روانشناسی، هر آنچه برای تبدیل ایده‌هایتان به واقعیت و رسیدن به قله‌های موفقیت در دنیای کسب و کار نیاز دارید را در اینجا خواهید یافت.

همین حالا به جمع هزاران خواننده مشتاق دانشگاه کسب و کار بپیوندید و برای آشنایی بیشتر با دنیای شگفت‌انگیز تجارت و کارآفرینی، “دانشگاه کسب و کار“ را در اینترنت جستجو کنید.

منابع:

https://businessuni.net/a-readable-biography-of-archimedes-the-man-who-wanted-to-shake-the-earth/

https://www.britannica.com/biography/Archimedes