Плавание судов

Проведем опыт. В сосуд с водой поместим железную гайку. Как видим, она утонула. Значит, железо тонет в воде, но, тем не менее, многотонные танкеры, перемещающиеся на огромные расстояния, находятся на поверхности воды. Как это объяснить?
При строительстве судна используют различные материалы, корпус и внутренние перегородки, на которые оказывается значительная нагрузка, изготавливают из металла. Однако в трюмах корабля находится много воздуха. Если мы разделим вес корабля на его объем, то полученная средняя плотность будет меньше плотности воды.
Вес воды, вытесняемой подводной частью судна (это сила Архимеда), равен весу судна с грузом в воздухе или силе тяжести, действующей на судно с грузом.
Глубину погружения корабля в воду называют осадкой судна.
Наибольшая допустимая осадка называется ватерлинией. Если корабль опустить ниже ватерлинии, то он потеряет устойчивость и может перевернуться.
Рассмотрите рисунки. На какой из кораблей действует большая сила Архимеда и почему? Плотность воды в обоих случая одинаковая.
Большая сила Архимеда действует на второй корабль. Чем больше объем погруженной части, тем больше сила Архимеда.
Ответьте на вопрос, как изменится осадка корабля при переходе из реки в море? И почему?
Осадка корабля уменьшится. При увеличении плотности жидкости выталкивающая сила станет больше силы тяжести, действующей на корабль. Он будет подыматься на поверхность до тех пор, пока сила тяжести и сила Архимеда не сравняются. Объем погруженной части при этом станет меньше.
Вес воды, вытесняемой судном при погружении до ватерлинии, равный силе тяжести, действующей на судно с грузом, называется водоизмещением судна. Величина водоизмещения обычно выражается в тоннах. Современные танкеры для перевозки нефти имеют водоизмещение более 500 000 тонн. Если вычесть из этого показания массу самого корабля, то мы узнаем грузоподъемность судна.
Судостроение зародилась в глубокой древности. Развитое судостроение существовало Древнем Египте, Финикии, Древнем Китае. В Средние века суда в значительных количествах строились в Византии, в государствах Средиземноморья и Северной Европы, в Древней Руси. Развитие торговли способствовало прогрессу в этой области.  Вначале для движения судна по воде использовали парус. Парусный флот достиг рассвета к середине девятнадцатого века.
Какие морские путешествия вы знаете? Открытие Колумбом Америки, кругосветное путешествие Магеллана и многие другие. Все они стали возможны благодаря развитию судостроения.
Изобретение парового двигателя и создание парохода, быстро вытеснило парусный флот. Наука развивалась дальше, и человек стал путешествовать не только по воде, но и под ней. В 1620 году, в Англии, была построена первая подводная лодка. А в России – спустя сто лет, в 1724 году. Любая подводная лодка состоит из прочного герметичного корпуса, способного выдержать давление воды, с множеством отсеков. Для того чтобы лодка могла погрузиться на дно, вода накачивается в балластные системы. Для всплытия – выдавливается сжатым воздухом.
В современных подводных лодках установлен атомный реактор, который может работать без дозаправки более года.