Sunt multe lucruri pe care le luăm de bune, dar nu știm cum să le explicăm. Când copiii mici își pun întrebările tipice despre lume, ei ne pot expune. Le-ai putea explica de ce zboară avioanele? Sau de ce cerul pare albastru? Le poți spune de ce plutesc bărcile?
În această postare vom răspunde la ultimul: De ce plutesc bărcile? Pentru asta va trebui să vorbim despre matematicianul Arhimede din Siracuza, una dintre cele mai cunoscute din istorie. În plus, vom vorbi puțin despre istoria navelor. Așa că dacă te interesează subiectul, îți recomand să continui să citești.
Legenda lui Arhimede din Siracuza
Astăzi există nave de transport și croaziere transoceanice capabile să ia la bord mai mulți oameni decât cei care locuiesc în unele orașe mici. De ce plutesc navele chiar și cu atâta greutate? De ce nu se scufundă, deși transportă tone de marfă și materii prime? Răspunsul la aceste întrebări a fost descoperit cu mii de ani în urmă datorită principiului lui Arhimede.
Acest matematician faimos în lume a trăit în secolul al II-lea î.Hr. C. La acea vreme, regele Siracuza era Hiero al II-lea. A poruncit să-i fie făcută o coroană cu câteva bucăți de aur. Un meșter de curte a făcut-o și i-a dat-o regelui. Totuși, Hiero al II-lea bănuia că acel meșter nu folosise toate piesele de aur pentru a face acea coroană magnifică. Din acest motiv s-a dus la Arhimede, pentru ca el să-și dovedească suspiciunile.
Potrivit legendei, matematicianul s-a blocat când a rezolvat această problemă. Dar într-o zi, în timp ce făcea baie, și-a dat seama de ceva foarte curios și evident în același timp: când a intrat în apă, nivelul acesteia a crescut în cadă. A fost o observație la care a meditat o vreme, până a ajuns la concluzia că deplasarea apei era egală cu volumul corpului sau obiectului care a fost scufundat. Această descoperire l-a ajutat să rezolve sarcina pe care i-o încredințase regele. Cunoscând masa de aur care fusese livrată meșterului și volumul de apă care fusese deplasat, matematicianul a putut calcula densitatea coroanei.
De ce plutesc navele conform lui Arhimede?
Această poveste este foarte interesantă, da, dar nu explică de ce plutesc navele. După cum vă puteți imagina cu siguranță, Arhimede a continuat să se gândească la această problemă până când a descoperit o nouă informație care a fost o revoluție: toate elementele care sunt scufundate în apă simultan au trecut printr-o împingere ascendentă. Această forță verticală corespunde greutății fluidului deplasat. Această descoperire este ceea ce este cunoscut sub numele de Principiul lui Arhimede. În plus, acesta este motivul pentru care bărcile sunt capabile să plutească pe apă.
Să explicăm altfel: toate elementele care sunt mai dense decât apa ar trebui să se scufunde. Uleiul, de exemplu, fiind mai puțin dens, rămâne plutind la suprafață. Dar materialele din care sunt făcute navele sunt mai dense decât apa. Deci de ce plutesc bărcile? Deși materialele sunt mai dense, densitatea totală a navei este mai mică decât cea a apei. Pentru a o calcula trebuie să împărțim masa totală a navei la volumul acesteia. Ca urmare, volumul împingerii în sus a unei bărci este mai mare decât greutatea care o împinge în jos, determinând-o să plutească la suprafața apei.
istoria navelor
Acum că știm de ce plutesc bărcile, să vedem puțin despre originea acestor mijloace de transport maritim. Au existat din cele mai vechi timpuri. Primele tipuri de bărci au fost făcute din trunchiuri de copaci și au fost folosite încă de acum 10.000 de ani. Semănau cu canoe sau plute și, pentru a se deplasa odată cu ele, foloseau tije foarte lungi care atingeau pământul de pe fundul apei. Datorită acestei invenții, oamenii care le-au folosit au putut traversa lacuri și râuri de mică adâncime. Acești bușteni au fost precursorii navelor.
Probabil că civilizațiile antice care se aflau în apropierea coastelor au fost cele care au inventat primele corăbii ca atare. Aceste culturi au devenit sedentare pentru a profita de resursele pe care le puteau obține din mare, precum hrana. Probabil că au fost primii care au sculptat bărci din lemn. Când se deplasau, trebuiau să o facă cu ajutorul vâslelor. Acestea au fost mecanismul principal de propulsie timp de câteva secole. Prin urmare, oamenii care urmau să le folosească trebuiau să fie foarte puternici. În multe civilizații, cei care trebuiau să îndeplinească această sarcină erau sclavii.
La nivel nautic, încorporarea vântului ca metodă de propulsie a reprezentat un mare progres. Au fost dezvoltate pânze mari care au fost atașate de catarg, cunoscute sub numele de pânze. Datorită lor, marinarii au putut profita de impulsul vântului într-un mod foarte simplu, dar evident că nu a fost ceva constant. Când a fost inventată busola, nu mai exista o astfel de problemă în navigarea în marile mări și oceane ale lumii noastre. Pe vremea aceea, diferit tipuri de bărci mari care au fost folosite în scopuri comerciale, cum ar fi galeonii, sau în scopuri militare, cum ar fi fregate. În secolul al XIX-lea, Ambarcațiunile cu aburi au intrat deja în joc.
Când a fost inventat motorul cu ardere În timpul revoluției industriale, peisajul navigației s-a schimbat radical. Dintr-o dată au fost mult mai rapide și, de asemenea, mai confortabile, dând naștere la o diversitate importantă de bărci. Există multe tipuri diferite de nave atât pentru transportul maritim de mărfuri, cât și în scopuri turistice, cum ar fi croaziere, și în scopuri de război. Aceștia din urmă au dezvoltat noi tehnologii pentru a putea fabrica submarine, de exemplu, și nave cu capacitate de energie nucleară.
Sper să vă fie clar de ce plutesc navele și cum au evoluat de-a lungul istoriei.