Warum Steel Boats Schwimmkörper

? Kleinboote und Wassermotorräder können leichte Rümpfe aus Kunststoff oder Fiberglas , aber größere Schiffe erfordern stärkere und starren Materialien . Frachtschiffe , Kriegsschiffe und andere große Boote sind hauptsächlich aus Stahl. Stahl stärkt sowohl die strukturelle Integrität von einem Boot und bietet einen gewissen Schutz vor Kollisionen , aber Stahl ist schwer und führt dazu, dass ein falsch gebautes Boot zu sinken.
Dichte Die Dichte wird durch Messen der Masse und des Volumens eines Objekts bestimmt.

Die Dichte ist ein Maß für die Menge der Masse ein gegebenes Volumen eines Objekts hat . Zwei Objekte können dieselbe Größe , aber unterschiedliche Dichten haben , und die Schwerkraft zieht das dichtere Objekt härter gegen die Erde . Dieses Prinzip ist relevant , um Objekte im Wasser schwimmende oder in der Atmosphäre. Ein Heißluftballon , zum Beispiel , schwebt über dem Boden , weil seine Dichte geringer ist als die Luft darunter befindet . Eisberge und Eiswürfel schwimmen auf der Wasseroberfläche , da gefrorenes Wasser ist weniger dicht als ihre flüssigen Gegenstück. Stahl ist jedoch dichter als Wasser. Wenn Sie die Masse in einer Schale aus Stahl zu messen ist es deutlich größer als die Masse in einer Tasse Wasser. Als solche , Bootsdesignerbetrachten einige weitere Faktoren bei der Gestaltung ein Boot, das schwimmen wird .
Hubraum
Displaced Wasser steigt proportional zum Volumen eines sinkenden Objekt.

Wenn Stahl Waschbecken, der Wasserstand steigt leicht an , da das Wasser verschoben, um Platz zu schaffen . Für ein Schiff schwimmt , muss eine erhebliche Menge an Wasser zu verdrängen . Wenn die Wassermenge, die von dem Schiff verdrängt wiegt mehr als der Stahl gesenkt ins Wasser, das Schiff erreicht Auftrieb und bleibt flott . Solide Stahl nicht erreichen Auftrieb im Wasser, weil der Stahl ist viel schwerer als das Wasser verdrängt . Jedoch eine hohle Stahlbehälter , mit etwas viel weniger dicht als Wasser gefüllt ist, vereint die jeweiligen Volumen des Stahls und seiner leichteren Ladung , um die erforderliche Menge Wasser zu verdrängen.
Gesamtdichte
Air in Wasser Flügeln gefangen funktioniert wie Luft in Schiffsrümpfen gefangen.

Wenn ein Boot aus Stahl und anderen Materialien, bleibt die Dichte der einzelnen Materialien die gleichen, aber die Struktur selbst nimmt eine messbare Dichte. Die Gesamtdichteder Struktur ist die mittlere Dichte der Teile , so dass, wenn genug von der Schiffsteile eine ausreichend geringe Dichte, ist das Schiff selbst eine geringere Dichte als Wasser. Deshalb, wenn Ingenieure entwerfen ein Boot , müssen sie die Masse aller seiner Teile messen und vergleichen Sie das mit der Menge an Wasser wird es zu verdrängen. Sie können dann die Dichte des Wassers zu bestimmen, ob oder nicht genug Wassermasse wird verschoben, um das Boot zu unterstützen.
Entwerfen Boote
eine unausgewogene Boot kann schnell auf dem Wasser zu nehmen und verlieren Auftrieb .

Ingenieure müssen Gewichtsverteilung , wie gut. Idealerweise wird das Gewicht des Handwerks die gleichmäßig über seine Oberfläche verteilt sind. Wenn das Boot Gewichtsverteilung ist unregelmäßig, wird ein Ende tiefer im Wasser zu sitzen. Wenn ein Teil des Bootes zu niedrig sitzt , kann Wasser über die Spitze und in das Boot eindringen in . Da Wasser in die Luft ersetzt , Gesamtdichte steigt das Boot und es beginnt zu sinken , weshalb eine ansonsten lebhaften Boot , wenn es Tipps, um die Seite sinken.