มีหลายสิ่งหลายอย่างที่เรายอมรับแต่เราไม่รู้จะอธิบายอย่างไร เมื่อเด็กเล็กถามคำถามทั่วไปเกี่ยวกับโลก พวกเขาสามารถเปิดเผยเราได้ คุณช่วยอธิบายให้พวกเขาฟังได้ไหมว่าทำไมเครื่องบินถึงบินได้ หรือทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า? คุณบอกพวกเขาได้ไหมว่าทำไมเรือถึงลอยได้?
ในโพสต์นี้เราจะตอบคำถามสุดท้าย: ทำไมเรือถึงลอย? สำหรับเรื่องนี้เราจะต้องพูดคุย เกี่ยวกับนักคณิตศาสตร์ อาร์คิมิดีสแห่งซีราคิวส์ ที่มีชื่อเสียงที่สุดคนหนึ่งในประวัติศาสตร์ นอกจากนี้เราจะพูดคุยเกี่ยวกับประวัติของเรือเล็กน้อย ดังนั้นหากคุณสนใจในเรื่องนี้ ฉันขอแนะนำให้คุณอ่านต่อ
ตำนานของอาร์คิมิดีสแห่งซีราคิวส์
ปัจจุบันมีเรือขนส่งและเรือสำราญข้ามมหาสมุทรที่สามารถบรรทุกคนได้มากกว่าเรือที่อาศัยอยู่ในเมืองเล็กๆ บางแห่ง ทำไมเรือถึงลอยได้แม้มีน้ำหนักมาก? ทำไมพวกเขาถึงไม่จม ทั้งๆ ที่บรรทุกสินค้าและวัตถุดิบเป็นตันๆ? คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ถูกค้นพบเมื่อหลายพันปีก่อนด้วยหลักการของอาร์คิมิดีส
นักคณิตศาสตร์ที่มีชื่อเสียงระดับโลกคนนี้มีชีวิตอยู่ในศตวรรษที่ XNUMX ก่อนคริสต์ศักราช C. ในเวลานั้นกษัตริย์แห่งซีราคิวส์คือ Hiero II เขาสั่งให้ทำมงกุฎด้วยทองคำไม่กี่ชิ้น ช่างฝีมือในราชสำนักทำขึ้นถวายพระราชา อย่างไรก็ตาม Hiero II สงสัยว่าช่างฝีมือไม่ได้ใช้ชิ้นส่วนทองคำทั้งหมดเพื่อสร้างมงกุฎอันงดงามนั้น ด้วยเหตุนี้เขาจึงไปหาอาร์คิมิดีส เพื่อให้เขาพิสูจน์ข้อสงสัยของเขา
ตามตำนาน นักคณิตศาสตร์ติดขัดเมื่อแก้ปัญหานี้ แต่วันหนึ่ง ขณะกำลังอาบน้ำ เขาก็นึกอะไรบางอย่างที่น่าสงสัยและเห็นได้ชัดขึ้นในเวลาเดียวกัน เมื่อเขาลงไปในน้ำ ระดับน้ำในอ่างอาบน้ำก็สูงขึ้น เป็นข้อสังเกตที่เขาครุ่นคิดอยู่พักหนึ่งจนได้ข้อสรุปว่า การกระจัดของน้ำเท่ากับปริมาตรของร่างกายหรือวัตถุที่จมอยู่ใต้น้ำ การค้นพบนี้ช่วยให้เขาสามารถแก้ไขงานที่กษัตริย์มอบหมายให้เขาได้ เมื่อทราบมวลของทองคำที่ส่งให้กับช่างฝีมือและปริมาตรของน้ำที่ถูกแทนที่ นักคณิตศาสตร์สามารถคำนวณความหนาแน่นของมงกุฎได้
ทำไมเรือถึงลอยตาม Archimedes?
เรื่องนี้น่าสนใจมาก ใช่ แต่มันไม่ได้อธิบายว่าเหตุใดเรือจึงลอยได้ อย่างที่คุณจินตนาการได้อย่างแน่นอน อาร์คิมีดีสยังคงคิดเกี่ยวกับเรื่องนี้จนกระทั่งเขาค้นพบข้อมูลชิ้นใหม่ที่ค่อนข้างเป็นการปฏิวัติ: องค์ประกอบทั้งหมดที่จมอยู่ในน้ำพร้อมๆ กันต้องผ่านการผลักดันขึ้น แรงขับในแนวดิ่งนี้สอดคล้องกับน้ำหนักของของไหลที่ถูกแทนที่ การค้นพบนี้เรียกว่าหลักการของอาร์คิมิดีส นอกจากนี้ยังเป็นสาเหตุที่ทำให้เรือสามารถลอยน้ำได้
ขออธิบายเป็นอย่างอื่น: องค์ประกอบทั้งหมดที่มีความหนาแน่นมากกว่าน้ำควรจมลง ตัวอย่างเช่น น้ำมันที่มีความหนาแน่นน้อยยังคงลอยอยู่บนพื้นผิว แต่วัสดุที่ใช้ทำเรือมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำ แล้วทำไมเรือถึงลอยได้? แม้ว่าวัสดุจะหนาแน่นกว่า ความหนาแน่นรวมของเรือน้อยกว่าน้ำ ในการคำนวณเราต้องหารมวลรวมของเรือด้วยปริมาตร เป็นผลให้ปริมาตรของเรือดันขึ้นมากกว่าน้ำหนักที่กดเรือลง ทำให้มันลอยอยู่บนผิวน้ำ
ประวัติของเรือ
ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเหตุใดเรือจึงลอยได้ เรามาดูที่มาของวิธีการขนส่งทางทะเลกันสักนิด พวกมันมีมาตั้งแต่สมัยโบราณ เรือประเภทแรกทำจากลำต้นของต้นไม้และใช้งานเมื่อ 10.000 ปีก่อน พวกมันคล้ายกับเรือแคนูหรือแพ และเพื่อเคลื่อนที่ไปกับพวกมัน พวกเขาใช้ไม้เท้าที่ยาวมากแตะพื้นด้านล่างของน้ำ ต้องขอบคุณสิ่งประดิษฐ์นี้ ผู้คนที่ใช้พวกมันสามารถข้ามทะเลสาบและแม่น้ำตื้นๆ ได้ ท่อนซุงเหล่านี้เป็นบรรพบุรุษของเรือ
อาจเป็นอารยธรรมโบราณที่อยู่ใกล้ชายฝั่งที่ประดิษฐ์เรือลำแรกเช่นนี้ วัฒนธรรมเหล่านี้เริ่มอยู่นิ่งเพื่อใช้ประโยชน์จากทรัพยากรที่หาได้จากทะเล เช่น อาหาร พวกเขาน่าจะเป็นคนแรกที่แกะสลักเรือไม้ เมื่อย้ายพวกเขาต้องทำด้วยความช่วยเหลือของพาย สิ่งเหล่านี้เป็นกลไกขับเคลื่อนหลักมาหลายศตวรรษ ดังนั้นคนที่จะใช้มันจึงต้องแข็งแกร่งมาก ในหลาย ๆ อารยธรรม ผู้ที่ต้องทำภารกิจนี้คือทาส
ในระดับน้ำทะเล การรวมตัวของลมเป็นวิธีการขับเคลื่อนถือเป็นความก้าวหน้าอย่างมาก ผ้าใบขนาดใหญ่ได้รับการพัฒนาที่ติดอยู่กับเสากระโดงเรือหรือที่เรียกว่าใบเรือ ต้องขอบคุณพวกเขา กะลาสีสามารถใช้ประโยชน์จากแรงกระตุ้นของลมด้วยวิธีง่ายๆ แต่เห็นได้ชัดว่ามันไม่คงที่ เมื่อเข็มทิศถูกประดิษฐ์ขึ้น การเดินเรือในท้องทะเลและมหาสมุทรในโลกของเราก็ไม่มีปัญหาเช่นนี้อีกต่อไป ในช่วงเวลานั้นต่างหาก ประเภทเรือ ขนาดใหญ่ที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการค้า เช่น เรือเกลเลียน หรือเพื่อวัตถุประสงค์ทางทหาร เช่น เรือฟริเกต ในศตวรรษที่สิบเก้า เรือกลไฟได้เข้ามาเล่นแล้ว
เมื่อมันถูกประดิษฐ์ขึ้น เครื่องยนต์สันดาป ในช่วงปฏิวัติอุตสาหกรรม ภูมิทัศน์การพายเรือเปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิง ทันใดนั้นพวกเขาก็เร็วขึ้นมากและสะดวกสบายมากขึ้น ทำให้เรือมีความหลากหลายที่สำคัญ มีเรือประเภทต่างๆ มากมายทั้งสำหรับการขนส่งสินค้าทางทะเลและเพื่อการท่องเที่ยว เช่น การล่องเรือ และเพื่อวัตถุประสงค์ทางสงคราม ในระยะหลังมีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่เพื่อให้สามารถผลิตเรือดำน้ำได้ เช่น เรือที่มีกำลังการผลิตพลังงานนิวเคลียร์
ฉันหวังว่าคุณจะเข้าใจว่าทำไมเรือจึงลอยได้และวิวัฒนาการของเรือเหล่านี้อย่างไรตลอดประวัติศาสตร์