ΠΛΕΥΣΗ

ΠΛΕΥΣΗ

ΠΛΕΥΣΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Μια ξύλινη βάρκα ή ένα πλοίο κατασκευασμένο από σίδερο επιπλέει στη θάλασσα,ενώ η σιδερένια άγκυρα βυθίζεται.

Ένα πλοίο επιπλέει στη θάλασσα

 Ένας σιδερένιος κύβος βυθίζεται στο νερό,αλλά επιπλέει στον υδράργυρο.

α) Το βάρος του κύβου είναι μεγαλύτερο από την άνωση που του ασκεί το νερό.Ο κύβος βυθίζεται.
β) Το βάρος του κύβου είναι μικρότερο από την άνωση που του ασκεί ο υδράργυρος.Ο κύβος κινείται προς την επιφάνεια και αναδύεται.Όταν η άνωση γίνει ίση με το βάρος του,ο κύβος επιπλέει

 Πώς μπορούμε να εξηγήσουμε τα παραπάνω φαινόμενα;Πότε ένα σώμα βυθίζεται και πότε επιπλέει;

ΣΩΜΑ ΒΥΘΙΣΜΕΝΟ ΣΕ ΕΝΑ ΥΓΡΟ

 Ας θεωρήσουμε ένα σώμα το οποίο είναι ολόκληρο βυθισμένο σ' ένα υγρό.Στο σώμα ασκούνται δύο δυνάμεις.Το βάρος του και η μέγιστη άνωση.Το βάρος τείνει να κινήσει το σώμα προς τον πυθμένα,ενώ η άνωση προς την επιφάνεια.

Η πυκνότητα α) της πέτρας είναι μεγαλύτερη εκείνης του θαλασσινού νερού,β) του ψαριού που τη ρυθμίζει κατάλληλα και γίνεται ίση με την πυκνότητα του θαλασσινού νερού και γ) του ξύλου είναι μικρότερη από την πυκνότητα του θαλασσινού νερού

 Υπάρχουν τρεις περιπτώσεις:

α) Το βάρος (w) του σώματος να είναι μεγαλύτερο από την άνωση (Α).

 Τότε η φορά της συνισταμένης δύναμης είναι προς τον πυθμένα. Το σώμα βυθίζεται.Αυτό συμβαίνει,όταν η πυκνότητα του σώματος είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα του υγρού:

W>A                               ή 

m·g>ρυγρούV·g,               ή 

ρ_{σώματος}·V·g>ρ_υγρούV·g     ή

                                                                         ρ_{σώματος}>ρ_υγρού

β) Η άνωση (Α) είναι ακριβώς ίση με το βάρος (w)του σώματος.

 Τότε το σώμα διατηρείται σε σταθερό βάθος,δηλαδή ούτε βυθίζεται,ούτε αναδύεται.Αυτό συμβαίνει όταν:

W=A,                               ή 

m·g=ρυγρούV·g,                 ή 

ρσώματος·V·g=ρυγρούV·g       ή

                                                                        ρ_{σώματος}=ρ_υγρού

γ) Η μέγιστη άνωση (Α) είναι μεγαλύτερη από το βάρος (w) του σώματος.

 Τότε η φορά της συνισταμένης δύναμης είναι προς την επιφάνεια.Το σώμα κινείται προς την επιφάνεια και ένα μέρος του αναδύεται.Αυτό συμβαίνει όταν:

W<A,                                ή 

m·g<ρυγρούV·g,                  ή 

ρσώματος·V·g<ρυγρούV·g        ή

                                                                        ρ_{σώματος}<ρ_υγρού

ΣΥΝΘΗΚΗ ΠΛΕΥΣΗΣ

 Καθώς μειώνεται όγκος του σώματος που είναι βυθισμένο στο υγρό,η άνωση που δέχεται ελαττώνεται.Σε κάποια θέση του σώματος η άνωση (Α') εξισώνεται με το βάρος του σώματος.

Η ξύλινη και η σιδερένια σφαίρα έχουν την ίδια μάζα. 
α) Η ξύλινη σφαίρα έχει μικρότερη πυκνότητα από το νερό. Επιπλέει. 
β) Η σιδερένια σφαίρα έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το νερό. Βυθίζεται

 Τότε,το σώμα επιπλέει:

                                                                        Α'=W (Συνθήκη πλεύσης )

 Για να προβλέψουμε αν ένα σώμα επιπλέει ή βυθίζεται σ' ένα υγρό,συγκρίνουμε:

α) τη μέγιστη άνωση με το βάρος ή

β) τις πυκνότητες του σώματος και του υγρού.

 Ένα σώμα επιπλέει όταν:

                                                                        ρ_{σώματος}<ρ_υγρού

 Σύμφωνα με τη συνθήκη πλεύσης,αν αυξηθεί το βάρος ενός σώματος που επιπλέει σε υγρό,θα πρέπει να αυξηθεί και η άνωση.Επομένως,το σώμα θα πρέπει να βυθιστεί περισσότερο στο υγρό.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΛΕΥΣΗ

 Αν θέλετε να επιπλέετε πιο εύκολα στο νερό,πρέπει να μειώσετε την πυκνότητά σας.Πώς;Αυξάνοντας τον όγκο ή μειώνοντας τη μάζα του σώματος σας.

Ίσαλος γραμμή ονομάζεται η γραμμή που χαράσσεται στο σκελετό των περισσότερων πλοίων και δείχνει σε πόσο βάθος επιτρέπεται να βυθιστούν στο θαλασσινό νερό και επομένως πόσο είναι το μέγιστο βάρος του φορτίου που μπορούν να μεταφέρουν

 Επειδή είναι ιδιαίτερα δύσκολο να μειώσετε τη μάζα,χρησιμοποιείτε τα σωσίβια για να αυξήσετε τον όγκο σας.Τα σωσίβια έχουν μικρή μάζα και μεγάλο όγκο.Έτσι,όταν τα φοράμε,η «μέση» πυκνότητα του σώματος μας μειώνεται και επιπλέουμε ευκολότερα.

Η συμπαγής σφαίρα έχει το ίδιο βάρος με την κούφια.Η συμπαγής βυθίζεται, η κούφια επιπλέει.Το πλοίο έχει μεγαλύτερο βάρος από την άγκυρα.Το πλοίο επιπλέει,ενώ η άγκυρα βυθίζεται

 Ο σίδηρος έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το νερό.Έτσι,μια συμπαγής σιδερένια σφαίρα βυθίζεται στο νερό.Ωστόσο,μια κοίλη (κούφια) σιδερένια σφαίρα ίδιας μάζας μπορεί να επιπλέει.Η κοίλη σφαίρα με την ίδια μάζα έχει μεγαλύτερο όγκο κι επομένως μικρότερη «μέση» πυκνότητα.Για τον ίδιο λόγο τα πλοία που είναι κατασκευασμένα από λαμαρίνες επιπλέουν στη θάλασσα. 

Η πυκνότητα ενός υποβρυχίου ρυθμίζεται με την είσοδο και έξοδο νερού στις δεξαμενές έρματος

 Η πυκνότητα ενός υποβρυχίου ρυθμίζεται με την είσοδο και έξοδο νερού στις δεξαμενές έρματος.Με αυτό τον τρόπο αυξάνεται ή μειώνεται το βάρος του υποβρυχίου και επιτυγχάνεται η κατάλληλη πυκνότητα ώστε το υποβρύχιο να βυθίζεται ή να αναδύεται.

Όταν οι δεξαμενές έρματος είναι γεμάτες νερό,η μέση πυκνότητα του υποβρυχίου γίνεται μεγαλύτερη από του νερού και το υποβρύχιο βυθίζεται.Όταν είναι γεμάτες αέρα,τότε η πυκνότητά του είναι μικρότερη του νερού και το υποβρύχιο αναδύεται

 Με τον ίδιο τρόπο τα ψάρια ρυθμίζουν την πυκνότητά τους αυξομειώνοντας τον όγκο ενός αερόσακου που υπάρχει στο εσωτερικό τους.Αυξάνοντας τον όγκο,μειώνεται η πυκνότητά τους και αναδύονται,μειώνοντας τον όγκο,αυξάνεται η πυκνότητά τους και βυθίζονται.

Ο κροκόδειλος αυξάνει την πυκνότητά του καταπίνοντας πέτρες.Έτσι,μπορεί να κολυμπά σε μεγαλύτερο βάθος ώστε να μη γίνεται αντιληπτός από τα υποψήφια θύματά του

  Ο κροκόδειλος αυξάνει την πυκνότητά του καταπίνοντας πέτρες.Έτσι,μπορεί να κολυμπά σε μεγαλύτερο βάθος ώστε να μη γίνεται αντιληπτός από τα υποψήφια θύματά του.

Στο μπροστινό μέρος του στομάχου μεγάλου κροκοδείλου έχουν βρεθεί μέχρι και πέτρες μάζας 5 kg  

 Στο μπροστινό μέρος του στομάχου μεγάλου κροκοδείλου έχουν βρεθεί μέχρι και πέτρες μάζας 5 kg.