Υπάρχουν πολλά πράγματα που θεωρούμε δεδομένα αλλά δεν ξέρουμε πώς να τα εξηγήσουμε. Όταν τα μικρά παιδιά κάνουν τις τυπικές ερωτήσεις τους για τον κόσμο, μπορούν να μας εκθέσουν. Θα μπορούσατε να τους εξηγήσετε γιατί πετούν τα αεροπλάνα; Ή γιατί ο ουρανός φαίνεται μπλε; Θα μπορούσατε να τους πείτε γιατί επιπλέουν οι βάρκες;
Σε αυτή την ανάρτηση θα απαντήσουμε στο τελευταίο: Γιατί επιπλέουν τα σκάφη; Για αυτό θα πρέπει να μιλήσουμε για τον μαθηματικό Αρχιμήδη των Συρακουσών, ένα από τα πιο διάσημα στην ιστορία. Επιπλέον, θα μιλήσουμε λίγο για την ιστορία των πλοίων. Αν λοιπόν σας ενδιαφέρει το θέμα, σας συνιστώ να συνεχίσετε να διαβάζετε.
Ο θρύλος του Αρχιμήδη των Συρακουσών
Σήμερα υπάρχουν πλοία μεταφοράς και υπερωκεάνιες κρουαζιέρες ικανές να επιβιβάσουν περισσότερους ανθρώπους από αυτούς που ζουν σε ορισμένες μικρές πόλεις. Γιατί τα πλοία επιπλέουν ακόμα και με τόσο μεγάλο βάρος; Γιατί δεν βουλιάζουν παρόλο που κουβαλούν τόνους εμπορευμάτων και πρώτων υλών; Η απάντηση σε αυτά τα ερωτήματα ανακαλύφθηκε πριν από χιλιάδες χρόνια χάρη στην Αρχή του Αρχιμήδη.
Αυτός ο παγκοσμίως διάσημος μαθηματικός έζησε τον XNUMXο αιώνα π.Χ. Γ. Εκείνη την εποχή, βασιλιάς των Συρακουσών ήταν ο Ιέρων Β'. Διέταξε να του φτιάξουν ένα στέμμα με λίγα κομμάτια χρυσού. Ένας τεχνίτης της αυλής το έφτιαξε και το έδωσε στον βασιλιά. Ωστόσο, ο Hiero II υποψιάστηκε ότι αυτός ο τεχνίτης δεν είχε χρησιμοποιήσει όλα τα κομμάτια χρυσού για να φτιάξει αυτό το υπέροχο στέμμα. Γι' αυτό πήγε στον Αρχιμήδη, για να αποδείξει τις υποψίες του.
Σύμφωνα με το μύθο, ο μαθηματικός κόλλησε όταν έλυνε αυτό το πρόβλημα. Αλλά μια μέρα, ενώ έκανε μπάνιο, συνειδητοποίησε κάτι πολύ περίεργο και προφανές ταυτόχρονα: όταν μπήκε στο νερό, η στάθμη του ανέβηκε στην μπανιέρα. Ήταν μια παρατήρηση που συλλογίστηκε για λίγο, μέχρι που κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η μετατόπιση του νερού ήταν ίση με τον όγκο του σώματος ή του αντικειμένου που βυθίστηκε. Αυτή η ανακάλυψη τον βοήθησε να λύσει το έργο που του είχε αναθέσει ο βασιλιάς. Γνωρίζοντας τη μάζα του χρυσού που είχε παραδοθεί στον τεχνίτη και τον όγκο του νερού που είχε εκτοπιστεί, ο μαθηματικός μπόρεσε να υπολογίσει την πυκνότητα του στέμματος.
Γιατί τα πλοία επιπλέουν σύμφωνα με τον Αρχιμήδη;
Αυτή η ιστορία είναι πολύ ενδιαφέρουσα, ναι, αλλά δεν εξηγεί γιατί επιπλέουν τα πλοία. Όπως σίγουρα μπορείτε να φανταστείτε, ο Αρχιμήδης συνέχισε να σκέφτεται το θέμα μέχρι που ανακάλυψε μια νέα πληροφορία που ήταν αρκετά επανάσταση: Όλα τα στοιχεία που βυθίζονται στο νερό ταυτόχρονα πέρασαν από μια ώθηση προς τα πάνω. Αυτή η κατακόρυφη ώθηση αντιστοιχεί στο βάρος του ρευστού που μετατοπίζεται. Αυτή η ανακάλυψη είναι αυτή που είναι γνωστή ως Αρχή του Αρχιμήδη. Επιπλέον, είναι ο λόγος που τα σκάφη μπορούν να επιπλέουν στο νερό.
Ας το εξηγήσουμε αλλιώς: Όλα τα στοιχεία που είναι πιο πυκνά από το νερό πρέπει να βυθίζονται. Το λάδι, για παράδειγμα, όντας λιγότερο πυκνό, παραμένει να επιπλέει στην επιφάνεια. Όμως τα υλικά από τα οποία κατασκευάζονται τα πλοία είναι πιο πυκνά από το νερό. Γιατί λοιπόν τα σκάφη επιπλέουν; Αν και τα υλικά είναι πιο πυκνά, η συνολική πυκνότητα του πλοίου είναι μικρότερη από αυτή του νερού. Για να το υπολογίσουμε πρέπει να διαιρέσουμε τη συνολική μάζα του πλοίου με τον όγκο του. Ως αποτέλεσμα, ο όγκος της ώθησης ενός σκάφους προς τα πάνω είναι μεγαλύτερος από το βάρος που το σπρώχνει προς τα κάτω, με αποτέλεσμα να επιπλέει στην επιφάνεια του νερού.
ιστορία των πλοίων
Τώρα που ξέρουμε γιατί επιπλέουν τα σκάφη, ας δούμε λίγο την προέλευση αυτών των μέσων θαλάσσιας μεταφοράς. Υπάρχουν από τα αρχαία χρόνια. Οι πρώτοι τύποι σκαφών κατασκευάστηκαν από κορμούς δέντρων και χρησιμοποιήθηκαν ήδη πριν από 10.000 χρόνια. Έμοιαζαν με κανό ή σχεδίες και, για να κινηθούν μαζί τους, χρησιμοποιούσαν πολύ μακριές ράβδους που ακουμπούσαν το έδαφος στον πάτο του νερού. Χάρη σε αυτή την εφεύρεση, οι άνθρωποι που τα χρησιμοποιούσαν μπορούσαν να διασχίσουν ρηχές λίμνες και ποτάμια. Αυτοί οι κορμοί ήταν οι πρόδρομοι των πλοίων.
Ήταν πιθανώς οι αρχαίοι πολιτισμοί που ήταν κοντά στις ακτές που εφηύραν τα πρώτα πλοία ως τέτοια. Αυτοί οι πολιτισμοί έγιναν καθιστικοί για να εκμεταλλευτούν τους πόρους που μπορούσαν να αποκτήσουν από τη θάλασσα, όπως το φαγητό. Μάλλον ήταν οι πρώτοι που χάραξαν ξύλινες βάρκες. Όταν μετακινούνταν, έπρεπε να το κάνουν με τη βοήθεια κουπιών. Αυτοί ήταν ο κύριος μηχανισμός πρόωσης για αρκετούς αιώνες. Επομένως, οι άνθρωποι που θα τα χρησιμοποιούσαν έπρεπε να είναι πολύ δυνατοί. Σε πολλούς πολιτισμούς, αυτοί που έπρεπε να εκτελέσουν αυτό το έργο ήταν οι σκλάβοι.
Σε ναυτικό επίπεδο, η ενσωμάτωση του ανέμου ως μεθόδου πρόωσης ήταν μεγάλη πρόοδος. Αναπτύχθηκαν μεγάλοι καμβάδες που ήταν προσαρτημένοι στον ιστό, γνωστοί ως πανιά. Χάρη σε αυτούς, οι ναυτικοί μπορούσαν να εκμεταλλευτούν την παρόρμηση του ανέμου με πολύ απλό τρόπο, αλλά προφανώς δεν ήταν κάτι σταθερό. Όταν εφευρέθηκε η πυξίδα, δεν υπήρχε πλέον τέτοιο πρόβλημα στην πλοήγηση στις μεγάλες θάλασσες και τους ωκεανούς του κόσμου μας. Εκείνη την εποχή, διαφορετικά τύπους σκαφών μεγάλα που χρησιμοποιούνταν για εμπορικούς σκοπούς, όπως γαλέρες, ή για στρατιωτικούς σκοπούς, όπως φρεγάτες. Τον XIX αιώνα, Τα ατμόπλοια έχουν ήδη μπει στο παιχνίδι.
Όταν εφευρέθηκε τον κινητήρα εσωτερικής καύσης Κατά τη διάρκεια της βιομηχανικής επανάστασης, το τοπίο της βαρκάδας άλλαξε ριζικά. Ξαφνικά ήταν πολύ πιο γρήγορα και επίσης πιο άνετα, προκαλώντας μια σημαντική ποικιλία σκαφών. Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι πλοίων τόσο για θαλάσσιες μεταφορές εμπορευμάτων όσο και για τουριστικούς σκοπούς, όπως κρουαζιέρες, και για πολεμικούς σκοπούς. Οι τελευταίοι έχουν αναπτύξει νέες τεχνολογίες για να μπορούν να κατασκευάζουν υποβρύχια, για παράδειγμα, και πλοία με ικανότητα πυρηνικής ενέργειας.
Ελπίζω να είναι σαφές για εσάς γιατί τα πλοία επιπλέουν και πώς έχουν εξελιχθεί σε όλη την ιστορία.