Լայնություն աղի ջրում ընդդեմ քաղցրահամ ջրի՝ սուզվելու համար

2024 Հեղինակ: Cyrus Reynolds | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-02-08 05:21

Առարկը աղի ջրում ավելի լողացող է, քան քաղցրահամ ջրում, բայց ինչո՞ւ: Օբյեկտի լողունակությունը որոշվում է երկու ուժով.

• Նվազող ուժ՝ հավասար է օբյեկտի քաշին
• Վերընթաց ուժ՝ հավասար է ջրի քաշին, որը տեղափոխում է առարկան (սա հայտնի է որպես Արքիմեդի սկզբունք)

Վերևան և ներքև ուժերը գործում են միմյանց հակառակ: Այս ուժերի արդյունքում օբյեկտը կա՛մ լողում է, կա՛մ սուզվում, կա՛մ կախված կմնա ջրի մեջ: Օբյեկտի լողունակությունը կարելի է նկարագրել երեք եղանակներից մեկով.

• Բացասական լողացող: Օբյեկտի կշիռն ավելի մեծ է, քան այն ջրի քաշը, որը նա տեղափոխում է: Օբյեկտը կխորտակվի։
• Դրական լողացող: Օբյեկտի քաշը պակաս է ջրի քաշից, որը նա տեղափոխում է: Օբյեկտը լողալու է։
• Չեզոք լողացող: Օբյեկտի քաշը ճիշտ հավասար է այն ջրի քաշին, որը նա տեղափոխում է: Օբյեկտը կախված կմնա ջրի մեջ և չի լողանա և չի խորտակվի:

Աղի ջուրը կշռում է ավելի շատ, քան քաղցր ջուր

Մեկ խորանարդ ոտնաչափ աղի ջուրը կշռում է (միջին հաշվով) 64,1 ֆունտ, մինչդեռ մեկ խորանարդ ֆուտ քաղցրահամ ջուրը կշռում է ընդամենը 62,4 ֆունտ: Պատճառը, որՔաշի տարբերությունն այն է, որ աղաջրի մեջ լուծված է աղ։

Ջրում աղի լուծարումը մեծացնում է ջրի խտությունը կամ զանգվածը ծավալի միավորի համար: Երբ աղը ավելացվում է ջրին, այն փոխազդում է ջրի մոլեկուլների հետ՝ ջրի հետ ձևավորելով բևեռային կապ, որը վերադասավորում է աղի և ջրի մոլեկուլները անսովոր ազդեցությամբ:

Մի խորանարդ դյույմ աղ ավելացված ջրի ծավալին չի ավելացնի ջրի ծավալը մեկ խորանարդ դյույմով: Պարզ բացատրությունն այն է, որ ջրի մոլեկուլները սերտորեն հավաքվում են աղի մոլեկուլների շուրջը` ավելի մոտիկանալով իրար, քան երբ աղը չկա: Երբ մեկ խորանարդ դյույմ աղ ավելացվում է ջրի ծավալին, ջրի ծավալն ավելանում է մեկ խորանարդ դյույմից պակաս:

Մեկ խորանարդ ֆուտ աղի ջուրն իր մեջ ավելի շատ մոլեկուլներ ունի, քան մեկ խորանարդ ֆուտ քաղցրահամ ջուրը և, հետևաբար, ավելի շատ է կշռում:

Հիշենք, որ Արքիմեդի սկզբունքն ասում է, որ սուզվող առարկայի վրա դեպի վեր ուժը հավասար է ջրի քաշին, որը նա տեղափոխում է: Աղի ջուրը կշռում է ավելի շատ, քան քաղցրահամ ջուրը, ուստի այն ավելի մեծ ուժ է գործադրում դեպի վերև սուզվող առարկայի վրա: Մեկ խորանարդ ոտնաչափ քաղցրահամ ջրի մեջ տեղաշարժվող առարկայի վրա դեպի վեր ուժ կկրի 62,4 ֆունտ, մինչդեռ աղի ջրում գտնվող նույն առարկայի վրա ուժը կկազմի 64,1 ֆունտ::

Փոփոխություն քաղցրահամ ջրի և աղի ջրի միջև

Այս պահին հնարավոր է որոշ ընդհանուր կանխատեսումներ անել առարկայի (կամ ջրասուզակի) լողունակության վերաբերյալ, երբ այն տեղափոխվում է քաղցրահամ ջրից աղի ջրից և հակառակը: Դիտարկենք հետևյալ դեպքերը՝

• Օբյեկտ, որը չեզոք լողացող էՔաղցրահամ ջուրը լողում է, երբ տեղադրվում է աղի ջրի մեջ: Քաղցրահամ ջրում առարկայի քաշը ճիշտ հավասար է այն ջրի քաշին, որը նա տեղափոխում է, իսկ մարմնի վրա ներքև և վեր ուժերը հավասար են: Երբ առարկան տեղափոխվում է աղի ջուր, ջրի քաշը, որը նա տեղափոխում է, կաճի, և դեպի վեր ուժգն ավելի մեծ կլինի, քան ներքևի ուժը: Աղաջրի մեջ առարկան դրականորեն կզարգանա։
• Առարկը, որը չեզոք լողացող է աղի ջրի մեջ, կխորտակվի, երբ դրվի քաղցրահամ ջրի մեջ: Աղի ջրում առարկայի քաշը ճիշտ հավասար է ջրի քաշին: որ այն տեղաշարժվում է, և օբյեկտի վրա դեպի վեր և վար ուժերը հավասար են։ Երբ օբյեկտը տեղափոխվում է քաղցրահամ ջուր, ջրի քաշը, որը նա տեղափոխում է, կնվազի, և օբյեկտի վրա ներքև ուժը ավելի մեծ կլինի, քան դեպի վեր ուժը: Քաղցրահամ ջրում առարկան բացասական լողացող կլինի։
• Առարկը, որը բացասական կամ դրական լողացող է աղի ջրի մեջ, կդառնա ավելի բացասական լողացող, երբ տեղադրվի քաղցրահամ ջրի մեջ, բայց մենք չենք կարող կանխատեսել, թե արդյոք այն կխորտակվի կամ կլողանա առանց լրացուցիչ տեղեկությունների:Քաղցրահամ ջրում առարկան ավելի թույլ ուժ կկրի դեպի վեր, քան աղի ջրում, և քաղցրահամ ջրում ավելի քիչ լողացող ուժ կունենա: Այնուամենայնիվ, որոշելու համար, թե արդյոք օբյեկտը կխորտակվի կամ լողանա, անհրաժեշտ է իմանալ օբյեկտի ճշգրիտ քաշը և ջրի ճշգրիտ քաշը, որը նա տեղափոխում է:
• Օբյեկտը, որը բացասական կամ դրական լողացող է քաղցրահամ ջրի մեջ, ավելի դրական լողացող կդառնա, երբ տեղադրվի աղի ջրի մեջ, բայց մենք չենք կարող կանխատեսել, թե արդյոք այնկխորտակվի կամ լողանա առանց լրացուցիչ տեղեկությունների: Առարկան աղի ջրի մեջ ավելի ուժեղ ուժ կզգա դեպի վեր, քան քաղցրահամ ջրում, և ավելի լողացող կլինի աղի ջրում: Այնուամենայնիվ, որոշելու համար, թե արդյոք օբյեկտը կխորտակվի կամ լողանա, անհրաժեշտ է իմանալ օբյեկտի ճշգրիտ քաշը և ջրի ճշգրիտ քաշը, որը նա տեղափոխում է:

Սկուբա ջրասուզակի կշռում

Ակնհայտ է, որ ջրասուզակը ավելի դրականորեն կզարգանա աղի ջրում, քան քաղցրահամ ջրում, և պետք է համապատասխանաբար կարգավորի իր կշիռները: Ջրասուզորդը աղի ջրի մեջ ավելի շատ քաշ պետք է կրի, քան քաղցրահամ ջրում: Սուզվողի քաշի չափը կախված կլինի մի շարք գործոններից, այդ թվում՝ նրա մարմնի զանգվածից, ազդեցությունից պաշտպանվածությունից, տանկի տեսակից և սուզվելու սարքավորումներից։

Սուզվողի քաշային գոտին նրա ընդհանուր քաշի միայն փոքր տոկոսն է. նրա մարմնի քաշը, տանկը և սուզվելու հանդերձանքը նույնպես նպաստում են նրա քաշին և մարմնի վրա ներքևող ուժին: Ջրասուզակները հաճախ փոխում են թաց կոստյումները (կամ չոր հագուստները) և այլ հանդերձանք, երբ փոխում են սուզվելու վայրերը, և սուզվողի վրա դեպի վեր ուժը կարող է տարբերվել՝ կախված այս գործոններից, ինչպես նաև՝ ըստ ջրի տեսակի:

Անհնար է կանխատեսել առանձին սուզվողի համար անհրաժեշտ քաշի փոփոխությունը՝ առանց իմանալու նրա ջրի տեղաշարժը, ընդհանուր քաշը և ջրի աղիությունը, որում նա սուզվելու է: Սուզվողի համար ճիշտ կշիռը որոշելու ամենահեշտ ձևն է. կատարեք լողացողության թեստ՝ թարմ և աղի ջրի միջև անցնելիս և երբ նա փոխում է իր սուզվող հանդերձանքի մի մասը: Այնուամենայնիվ, տրվածոր բոլոր գործոնները մնում են նույնը, բացառությամբ ջրի տեսակի, ջրասուզորդը կարող է գրեթե կրկնապատկել իր քաշը քաղցրահամ ջրից աղի ջրի անցնելիս կամ կրկնակի կրճատել այն՝ աղից քաղցրահամ ջրի անցնելիս:

Լրացուցիչ նկատառումներ

Խնդիրն ավելի բարդացնելու համար աղի ջրի աղիությունը տարբերվում է ամբողջ աշխարհում: Որոշ ջրային մարմիններ կարող են ավելի աղի լինել, քան մյուսները: Անշուշտ, ջրասուզակը ավելի դրական լողացող կլինի ավելի աղի ջրի մեջ: Մեկ խորանարդ ֆուտ աղի ջրի միջին քաշը 64,1 ֆունտ է, սակայն Մեռյալ ծովում մեկ խորանարդ ոտնաչափ ջուրը կշռում է մոտ 77,3 ֆունտ: Ջրասուզակը Մեռյալ ծովում զգալիորեն ավելի լողացող կլիներ:

Ջերմաստիճանը նույնպես ազդում է ջրի խտության վրա։ Սառը ջուրն ավելի խիտ է, քան տաք ջուրը։ Ջուրը հասնում է իր առավելագույն խտությանը մոտ 39,2°F, և ջրասուզակը, ով մտնում է շատ սառը ջրի մեջ, կարող է նկատել, որ նա մի փոքր ավելի բացասական լողացող է, քան ավելի տաք ջրում:

Սուզման շատ վայրեր պահանջում են, որ ջրասուզակը շարժվի ջրի տարբեր ջերմաստիճանի շերտերով (թերմոկլիններ) կամ տարբեր աղի շերտերով (հալոկլիններ): Այս շերտերի միջև շարժվող սուզորդը կնկատի փոփոխություններ իր լողունակության մեջ:

Օբյեկտները (օրինակ՝ ջրասուզակները) աղի ջրի մեջ ավելի լողացող կլինեն, քան քաղցրահամ ջրում: Սուզվողի լողունակությունը կանխատեսելը պահանջում է իմանալ նրա ընդհանուր քաշը, ներառյալ հանդերձանքը, ինչպես նաև ջրի քաշը, որը նա տեղափոխում է: Շատ ավելի հեշտ է լողացողության ստուգում կատարել սուզվելուց առաջ, քան փորձել մաթեմատիկորեն որոշել քաշի քանակը, որը պետք է կրի ջրասուզակը: Բացի այդ, ջրասուզակները, ովքեր օգտագործում են ալյումինե տանկերը, պետք է կշռեն իրենց՝ փոխհատուցելու համարբաքի լողունակության փոփոխություն սուզվելու ժամանակ. ալյումինե բաքը դատարկվելիս կդառնա ավելի դրական լողացող: