Воздух и вода всегда окружали человека и заставляли его разгадывать загадки. Почему плавает рыба? Почему птица не падает на землю? Как построить лодку, которая не будет тонуть? Чтобы ответить на эти вопросы, люди создали много наук, которые начинаются с двух слов: аква — вода, аэро — воздух.
Когда отправляются на рыбалку, берется с собой удочка с поплавком. Раз поплавок, значит, должен плавать. Для этого мы возьмём пробку. Пробка легче, чем вода, она сделана из коры пробкового дерева. Если внимательно её рассмотреть, то можно заметить много дырочек, в которые вода не попадает. Можно сказать, что пробку на воде держит воздух.
Но разве только пробка плавает? Плавают лёд, доска, брёвна. Чтобы выяснить, будет ли тело плавать в жидкости, надо сравнить их плотность. Плотность показывает, сколько массы вещества умещается в единицу объёма.
На воде плавают масляные пятна, а ртуть тонет. Ртуть — это металл, он плотнее воды.
А почему плавают подводные лодки, которые сделаны из металла? В подводной лодке есть пустоты, в каком-то смысле подводная лодка похожа на пробку. А как подводная лодка погружается? Внутри лодки есть специальные ёмкости. Когда нужно опуститься, в эти ёмкости накачивается вода. И средняя плотность лодки становится больше плотности окружающей воды, и лодка опускается. А когда нужно всплыть, в эти ёмкости накачивается воздух, и средняя плотность лодки становится меньше плотности окружающей воды, и лодка всплывает.
Рыбы используют тот же принцип. Они изменяют среднюю плотность своего тела. Она сжимает мышцы, пузырь становится меньше, и рыба опускается. Рыба расслабляет свои мышцы, пузырь становится больше, и рыба поднимается.
Киты опускаются и поднимаются за счёт увеличения и уменьшения объёма лёгких.
Средняя плотность живых организмов, которые живут в воде, мало отличается от плотности воды. И поэтому им не нужны прочные скелеты.
Выяснить, что же влияет на погружённое в жидкость тело, удалось знаменитому Архимеду. Несложный опыт: в кружку налить воду и отпустить туда руку. Рука станет легче, а вода поднимется. Вот Архимед и сформулировал свой закон: на каждое тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости.
Корабли сделаны из материалов, плотность которых больше плотности воды, но они прекрасно плавают. В корпусе судна много пространства, заполненного воздухом, поэтому они и плавают.
Каждое судно рассчитано на определённый груз. Чтобы корабль плавал устойчиво, он должен погружаться в воду на определённую глубину, которая отмечается на корабле красной линией — она называется ватерлинией. Если вода не достаёт до ватерлинии, значит, выталкивающей силы воды хватает, и можно ещё положить груз. Если вода достаёт до ватерлинии, значит, судно может утонуть, и нужно убрать лишний груз.
В море расстояние от воды до ватерлинии больше, так как плотность морской воды больше плотности речной из-за растворённой в ней соли.
Вот интересный опыт: нальём воду, положим яйцо — яйцо утонуло, потому что плотность яйца больше плотности воды, и выталкивающей силы воды не хватает.
Растворим в воде соль. Яйцо не утонуло, потому что мы увеличили плотность воды, и выталкивающая сила воды стала больше.
Вывод: если тело плавает в жидкости, значит, плотность тела меньше плотности жидкости, и выталкивающей силы воды хватает. Если тело тонет в жидкости, значит, плотность тела больше плотности жидкости, и выталкивающей силы не хватает.
Вот почему нельзя горящий бензин заливать водой. Его плотность меньше плотности воды, он всплывает и продолжает гореть.
Благодарю, что посетили мой сайт и прочитали статью. Для меня это важно! Мне искренне интересны ваши комментарии. Буду рада и лайкам (