Đối với những con tàu đi trên biển khơi, chúng phải chịu một tải trọng rất lớn: trọng lượng của con tàu, cùng với thuyền viên, hành lý, phụ kiện và hành khách. Bí mật tại sao tàu không chìm là chúng làm như vậy với một chút trợ giúp từ các nguyên tắc về mật độ và lực nổi.
Điều thú vị là tàu du lịch có thể nặng từ 65.000 đến 70.000 tấn. Chúng chuyển một lượng nước tương đương khi chúng đẩy xuống đại dương, trong khi đó chúng sẽ đẩy và giữ cho con tàu nổi. Đó là lý do tại sao tàu không bị chìm.
Đây là lý do tại sao các kỹ sư, khi nói về trọng lượng của một con tàu, đề cập đến trọng lượng dịch chuyển chứ không phải trọng lượng. Để tránh bị chìm, một con tàu du lịch phải dịch chuyển trọng lượng của nó trong nước trước khi nó chìm xuống nước. Từ quan điểm kỹ thuật, việc thiết kế một con tàu du lịch ít dày đặc hơn so với mặt nước bên dưới là khó hơn.
Hiểu tại sao tàu sắt không chìm dễ dàng hơn với ví dụ sau: bạn cần hình dung sự khác biệt giữa việc thả một quả bóng bowling xuống nước và cố gắng dìm một quả bóng bãi biển xuống nước. quả bóng bowling không thểđổ đủ nước trước khi nó ngập, để nó chìm. Quả bóng bãi biển làm ngược lại và vẫn nổi.
Vật lý sơ cấp: tại sao con tàu không chìm
Kỹ sư giúp tàu đạt được sức nổi bằng cách chọn vật liệu nhẹ, chắc và phân tán trọng lượng của tàu ra khắp thân tàu. Vỏ tàu bên dưới boong chính thường rất rộng và có đường cơ sở sâu, hay còn gọi là đáy. Các tàu lớn như tàu chở hàng, tàu biển, tàu vận tải và tàu du lịch thường sử dụng thân tàu dịch chuyển hoặc thân tàu chuyển hướng nước sang một bên để giữ nổi. Đây là toàn bộ câu trả lời cho câu hỏi tại sao tàu kim loại không chìm.
Hình dạng của hộp đựng là chìa khóa thành công
Vỏ bộ chuyển động đáy tròn trông giống như một hình chữ nhật lớn với các cạnh tròn để tiêu tán lực cản hoặc lực tác động lên một vật thể chuyển động. Các cạnh được làm tròn giúp giảm thiểu lực của nước đối với thân tàu, cho phép các tàu hạng nặng di chuyển nhẹ nhàng.
Nếu bạn bằng cách nào đó kéo một con tàu du lịch lên khỏi mặt nước và nhìn nó cách đó vài trăm mét, thân tàu sẽ trông giống như một chữ "U" vốn khổng lồ tùy thuộc vào kích thước của khoang tàu. Keel chạy từ mũi tàu đến đuôi tàu và đóng vai trò là xương sống của con tàu.
Về những khuyết điểm của hình dáng cơ thể thường gặp
Giống như mọi thứ xảy ra trong cuộc sống của chúng ta, các trường hợp đáy tròn đều có ưu điểm và nhược điểm. Không giống như một chiếc thuyền có thân chữ V,sóng dâng lên từ mặt nước, đáy tròn cho phép tàu di chuyển nhẹ nhàng trong nước, làm cho phương tiện này cực kỳ ổn định và khả năng đi biển. Hành khách trên những con tàu này hiếm khi gặp phải bất kỳ chuyển động lắc lư hoặc nghiêng.
Thuyền có thân tròn di chuyển nhẹ nhàng, nhưng khả năng chống nước khiến chúng cực kỳ chậm chạp. Chúng chỉ có thể bơi nhanh nếu có thêm động cơ công suất lớn. Tuy nhiên, nhu cầu về sự ổn định và êm ái vượt trội hơn tốc độ tổng thể, làm cho thân tàu đáy tròn phù hợp với tàu du lịch.
Quân đoàn hậu vệ
Điều đáng chú ý là vỏ tàu không chỉ là câu trả lời cho câu hỏi tại sao tàu không chìm: thân tàu, trong số những thứ khác, thực hiện chức năng ổn định và bảo vệ. Rạn san hô, bãi cát và tảng băng trôi có thể xé nát sợi thủy tinh, vật liệu tổng hợp và thậm chí cả thép. Để ngăn ngừa thiệt hại thảm khốc, các nhà đóng tàu thường đóng tàu du lịch bằng thép chịu lực và chèn hai thân tàu như một biện pháp phòng ngừa bổ sung. Thiết kế vỏ kép là lớp vỏ bên trong vỏ, chẳng hạn như lốp có săm.
Thật không may, không thể tránh khỏi tai nạn. Để tránh cho tàu bị đâm nếu có thứ gì đó xuyên qua hai tuyến phòng thủ đầu tiên, các tấm ngăn kín nước thẳng đứng, được gọi là vách ngăn, được lắp đặt khắp bên trong thân tàu. Các dải phân cách này giữ cho các tàu bị hư hỏng nổi bằng cách ngăn nước chảy vào trong các khoang đặc biệt, do đó ngăn toàn bộ con tàu bị chìm. Vì vậy, toàn bộ bí mật về lý do tại sao con tàu không chìm ngay cả khi bị hư hỏng nằm ở thiết kế thân tàu phù hợp của các kỹ sư.
