Hvorfor trenger Stål Boats Float?

Små båter og vannscootere kan ha lette skrog laget av plast eller glassfiber, men større skip krever sterkere og mer stive materialer. Lasteskip, militære skip og andre store båter er laget hovedsakelig av stål. Stål både forsterker den strukturelle integriteten til en båt, og gir det en viss beskyttelse mot kollisjoner, men stål er tung og vil føre til en feilaktig konstruert båten synker.

tetthet

Tetthet er et mål på mengden av masse et gitt volum av en gjenstand i målet. To objekter kan være av samme størrelse, men har forskjellige tettheter, og tyngdekraften trekker den mer tette objektet hardere mot jorden. Dette prinsippet er relevant for objekter som flyter i vann eller i atmosfæren. En luftballong, for eksempel, flyter over bakken fordi dens tetthet er mindre enn den luft under den. Isfjell og isbiter flyter på overflaten av vannet fordi frosset vann er mindre tett enn det flytende motstykke. Stål, imidlertid er mer tett enn vann. Hvis man måle massen i en kopp med det stål er vesentlig større enn massen i en kopp vann. Som sådan, båt designere vurdere noen flere faktorer når du utformer en båt som vil flyte.

Displacement

Når stål synker, stiger litt vann-nivået som vannet fortrenges for å gi plass for den. For et skip å flyte, må den fortrenge en betydelig mengde vann. Hvis mengden av vann som fortrenges av skipet veier mer enn stålet senkes ned i vannet, oppnår skipets oppdrift, og holder seg flytende. Solid stål ikke oppnå oppdrift i vann fordi stål er mye tyngre enn det vann den fortrenger. Imidlertid er en hul stålbeholder, fylt med noe mye mindre tetthet enn vann, og kombinerer de respektive volumer av stål og dens lettere last for å forskyve den nødvendige mengde vann.

Total Tetthet

Når en båt er laget av stål og andre materialer, forblir tettheten av de enkelte materialer de samme, men strukturen i seg selv inntar en målbar tetthet. Den totale tetthet av strukturen er den gjennomsnittlige tetthet av delene, slik at hvis nok av komponenter skipets har en lav nok tetthet, skipet selv har mindre tetthet enn vannet. Derfor, når ingeniører designe en båt, må de måle massen av alle delene og sammenligne det med mengden vann den vil fortrenge. De kan da benytte vannets tetthet for å bestemme hvorvidt eller ikke nok vann masse vil bli forskjøvet for å bære båten.

Designing Boats

Ingeniører må ta hensyn til vektfordeling i tillegg. Ideelt sett er fartøyet vekt jevnt fordelt langs dens overflate. Dersom båtens vektfordeling er uregelmessig, vil den ene ende sitter lavere i vannet. Når en del av båten ligger for lavt, kan vann trenge inn over toppen og inn i båten. Som vann erstatter luften inne, stiger båtens totale tettheten og det begynner å synke, noe som er grunnen til at en ellers spenstig båt vil synke hvis det tips til side.