Плавание судов определение

На тело, которое будет находиться в жидкости действуют две силы. Сила тяжести и сила Архимеда. Они действуют в различных направлениях, сила тяжести вертикально вниз, сила Архимеда вертикально вверх.

  • Условием плавания двух тел, будет являться равенство силы тяжести и силы Архимеда.
  • Если плотность тела будет больше плотности жидкости, то тело в этой жидкости будет тонуть. Если плотность тела будет меньше плотности жидкости, то тело будет всплывать в этой жидкости. Если плотности тела и жидкости будут равны, то тело останется в равновесии внутри жидкости. Например, если кусок железа опустить в воду, то он потонет. А если этот же самый кусок опустить в ртуть, то он всплывет.

    Рассмотрим теперь плавание судов

    Как плавают суда?

    Судна, которые плавают по озерам, реками, морям и океанам, построены из различных материалов., каждый из которых будет иметь свою плотность.

    Например, корпусы больших судов чаще всего изготавливают из стальных листов. Крепления тоже изготавливаются из метала. В постройке одного корабля используются множество различных материалов как большей, так и меньшей плотности, чем плотность воды.

    • Разберемся, как же судна остаются на плову, когда они изготовлены из таких предметов.
    • Тело, которое погружают в воду, вытесняет своей погруженной в воду часть столько воды, что её вес будет равен весу тела в воздухе. Это справедливо для любого тела, аи судна кораблей не являются исключением.

      Вес воды, которая вытесняется подводной частью судна, будет равен весу судна в воздухе.

      Для глубины, на которую погружается судно в воду, придумали специальный термин – осадка. Для каждого судна существует свое максимально допустимое значение осадки. Это значение отмечают на корпусе корабля красной линией. Её еще называют ватерлиния.

      Значение ватерлинии и водоизмещения

      Водоизмещением судна, называется вес воды, которая будет вытеснена судном, при погружении его в воду до ватерлинии.

      То есть водоизмещение — это максимальная отметка веса, которое может иметь судно вместе с грузом.

      Например, сейчас для перевозки нефти строят суда водоизмещением 5 000 000 кН и более. Эти судна будут вместе с грузом, могут иметь массу более 500 000 тонн.

      Грузоподъемностью судна называется водоизмещение судна за вычетом из него веса самого судна. Грузоподъемность — это величина, которая показывает, сколько груза может взять судно.

      www.nado5.ru

      Плавание судов

      Необходимость преодолевать водные преграды, перевозя грузы по воде, а также использование рек, озер и морей как охотничьих угодий уже в глубокой древности привели к изобретению человеком плавучих средств. Сначала это были просто древесные стволы или надутые мешки из шкур животных (бурдюки), за которые держались переплывающие реку люди, примитивные плоты из скрепленных друг с другом бревен, круглые корзины, обтянутые кожей, а также лодки, которые выдалбливались или выжигались из массивных стволов деревьев. Развивающееся морское дело требовало увеличения размеров плавающих судов, что привело к построению кораблей.

      Первые плавучие средства передвигались либо просто благодаря течению реки, либо за счет использования шестов и весел. Но уже в третьем тысячелетии до н. э. стали применяться паруса. Первые паруса изготовлялись из шкур, тростниковых циновок и деревянных планок. Долгое время паруса играли вспомогательную роль, и лишь в X—XIII вв. появились первые чисто парусные суда. Наивысшего развития они достигли во второй половине XIX в.: длина их составляла 90 м, скорость 33 км/ч и выше. Самыми быстроходными из них были трех- и четырехмачтовые клиперы (рис. 136). Они перевозили из Азии и Австралии чай, шерсть и другие ценные грузы, которых не хватало в Европе и Америке. Рекорд скорости, поставленный чайным клипером «Катти Сарк», — 21 узел (1 уз = 1,852 км/ч)—не побит до сих пор ни одним из парусных судов.
      В 1803 г. Р. Фултон установил на 18-метровой лодке гребные колеса, приводимые в движение паровой машиной. Первые испытания нового судна на реке Сене (в Париже) прошли неудачно: лодка затонула. Двигатель с затонувшей лодки поставили на новое судно, но и эта попытка не увенчалась успехом. Для продолжения испытаний требовалась финансовая поддержка. Однако когда Фултон обратился за поддержкой к Наполеону Бонапарту, предлагая перевести французские корабли на паровую тягу, то получил отказ. Осуществить свой проект Фултон смог лишь у себя на родине, в США, где в 1807 г. построил первый действующий пароход «Клермонт». Этот пароход стал совершать регулярные рейсы по реке Гудзон, проходя расстояние 277 км со средней скоростью 9 км/ч.

      После изобретения парохода в разных странах мира на судна стали устанавливать паровые машины, и паруса постепенно утратили свое значение.

      В 1903 г. в России был построен первый теплоход — судно, приводимое в движение с помощью двигателя внутреннего сгорания. В настоящее время теплоходы являются самым распространенным видом водного транспорта.
      На протяжении тысячелетий дерево представлялось единственным материалом, пригодным для построения судов. Всем было известно, что дерево (плотность которого меньше плотности воды) не тонет и запасов его в лесах столько, что проблем с построением из него судов никогда не будет.

      Когда же в середине XVII в. появились предложения заменить в судостроении дерево на железо, многим это показалось абсурдным. Плотность железа больше плотности воды, и потому любой железный предмет, брошенный в воду, тонет. Как же можно строить корабли из железа? Разве они будут плавать? Между тем в 1787 г. англичанину Дж. Уилкинсону удалось построить первое железное судно длиной 21,5 м. И оно плавало!

      Со второй половины XIX в. железо стало уступать место стали. Корабли стали более прочными, надежными и долговечными.
      Масса современных судов достигает нескольких десятков тысяч тонн. Почему же они не тонут? Дело в том, что, несмотря на огромную массу, их средняя плотность по-прежнему меньше плотности воды. При этом сила тяжести, действующая на судно, уравновешивается архимедовой (выталкивающей) силой, и судно плавает.

      Если бы корабли не имели внутри себя заполненных воздухом отсеков и целиком состояли бы из металла, они, конечно, не смогли бы удерживаться на воде. Но корабли содержат много пустых помещений. Это и приводит к тому, что их средняя плотность оказывается меньше плотности воды.

      Глубина, на которую плавающее судно погружается в воду, называется осадкой судна. При полной загрузке судна оно не должно погружаться в воду ниже так называемой грузовой ватерлинии (от голландского слова «ватер» — вода). Так называют линию соприкосновения поверхности воды с корпусом судна, соответствующую наибольшей допустимой осадке. На бортах морских судов эта линия отмечается специальным знаком — грузовой маркой. Грузовую марку изображают в виде круга, пересеченного по центру горизонтальной линией (которая соответствует ватерлинии для морской воды в летнее время в зоне умеренного климата), и ряда дополнительных горизонтальных линий, показывающих предельное погружение судна в море или в реке в зависимости от времени года и района плавания.

      Осадка современных супертанкеров при полной загрузке (несколько сот тысяч тонн) может достигать 23 м (в то время как надводная часть судна составляет всего лишь 5—6 м). Для полной остановки такого танкера, идущего со скоростью 30 км/ч, требуется дистанция 5 км и время 25 мин.

      Массу воды, вытесняемой плавающим судном, называют водоизмещением судна. Водоизмещение судна совпадает с его собственной массой (вместе с грузом) и обычно выражается в тоннах. Вследствие расходования топлива, провизии, боеприпасов (на военных судах), а также приема или снятия груза водоизмещение судна меняется. Максимальное допустимое водоизмещение судна соответствует его погружению в воду по грузовую марку.
      Суда, способные плавать под водой, называют подводными, а все остальные — надводными.
      Первая подводная лодка была построена в 1620 г. в Англии. Ее изобретателем был голландский ученый К. ван Дреббель. Много позже подводные лодки появились в России (1724), в Северной Америке (1776), во Франции (1801), в Германии (1850). К началу XX в. почти все морские государства начали строить боевые подводные лодки.
      Для погружения в воду в подводных лодках применяют специальные балластные цистерны, наполняемые водой. Всплытие подводной лодки происходит вследствие вытеснения воды из этих цистерн сжатым воздухом.
      Современные (атомные) подводные лодки представляют собой гигантские сооружения, оснащенные самым современным оружием (рис. 137). Например, атомная ракетная подводная лодка «Огайо» (США) характеризуется водоизмещением 18 700 т и длиной 171 м (в то время как первая американская боевая лодка «Давид», периода гражданской войны в США, имела длину всего лишь 10,6 м при экипаже 9 человек). И если перед началом первой мировой войны скорость подводных лодок составляла 9—10 узлов, то теперь она в 4 раза больше.

      1. Почему гвоздь в воде тонет, а тяжелое металлическое судно нет? 2. Почему тонет корабль, получивший пробоину? 3. Что такое осадка? 4. Что представляет собой грузовая марка? 5. Что называют водоизмещением судна? 6. С помощью чего подводные лодки могут погружаться под воду и всплывать? 7. Кто построил первый пароход? 8. Чем пароход отличается от теплохода?

      phscs.ru

      «Плавание судов. Воздухоплавание». 7-й класс

      Презентации к уроку

      Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

      Загрузить презентацию (980,4 кБ)

      Цель урока: рассмотреть физические основы плавания тел, судов, воздухоплавания.

      Задачи урока:

      • Познакомить учащихся с условиями плавания тел, судов, воздухоплавания и с историей развития отраслей судостроения и воздухоплавания.
      • Прививать культуру умственного труда, развивать познавательный интерес к предмету.
      • Развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать; продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.
      • Технологии: Информационные технологии на уроке в следующих направлениях: мультимедийный сценарий урока, поиск необходимой информации в Интернете в процессе подготовки к урокам.

        Тип урока: повторительно-обобщающий (урок-соревнование).

        Формы организации учебной деятельности: индивидуальная, групповая, фронтальная.

        Цифровые образовательные ресурсы в данной теме используются для поиска и систематизации справочной информации об основных понятий раздела: архимедова сила, условия плавания тел. Учащиеся используют Интернет для поиска информации, программы Microsoft Word и Microsoft Power Point для подготовки выступлений. (Домашняя работа).

        Отличительные особенности данного урока:

        Систематизация и обобщение знаний учащихся для подготовки к контрольной работе.

        Ожидаемые результаты обучения:

        В результате изучения данной темы учащиеся:

        • обобщают и систематизируют знания по теме;
        • успешно выполняют тестовую работу;
        • умеют находить, отбирать и систематизировать информацию;
        • умеют формулировать и аргументировать мысль, связно излагать информацию, задавать вопросы и отвечать на них;
        • умеют готовить презентацию с использованием программы Microsof Power Point.
        • Оборудование и программное обеспечение к уроку: компьютер, мультимедийный проектор презентация урока, презентации подготовленные командами, карточки с расчётными задачами к конкурсу «морской бой », воздушные шары с гелием, модель кораблика, набор тел разной плотности, сосуд с водой.

          Возраст учащихся: 7 класс.

          УМК: Физика: Учебник для 7 класса./Под ред. А.В. Перышкина – М. ДРОФА, 2010.

          На данном уроке формируются компетенции:

          • Общепредметные.
            • Коммуникативные умения – докладывать о результатах своего исследования, использовать справочную литературу, Интернет-ресурсы
            • Частные предметные. Умение использовать полученные ЗУН в повседневной жизни (быт, экология, охрана здоровья и окружающей среды другие).
            • Метапредметные. Овладение навыками самостоятельной работы, самостоятельный поиск, анализ, отбор информации из различных источников; умение работать в группе, вести дискуссию.
            • Личностные. Формирование ценностных отношений друг к другу, учителю, ученым. Самостоятельное приобретение новых знаний, умений, навыков, способов деятельности. Готовность к выбору жизненного пути в соответствии с собственными возможностями и интересами.
            • Итоги урока:

              Учащиеся углубили и систематизировали знания о силе Архимеда, плавании тел, умеют формулировать и аргументировать мысль при объяснении качественных задач, связно излагать информацию в соответствии с поставленной задачей, формулировать вопросы и отвечать на них, использовать компьютерную презентацию в процессе выступления.

              Дидактический материал: компьютерная презентация к уроку (Презентация 1), презентации команд: Презентация 2, Презентация 3, Презентация 4; карточки к конкурсу « Морской бой».

              Демонстрация:

              1. На примере воздушных шариков, заполненных гелием, объяснить причину их поведения.
              2. Демонстрируется опыт по плаванию модели кораблика.
              3. Демонстрация. Плавание тел в жидкостях разной плотности.
              4. Компьютерный эксперимент (анимации)
              1) Плавание тел разной плотности
              2) Плавание подводной лодки,
              3) Плавание водолаза,
              4) Корабль без груза и с грузом.

              xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

              Этот видеоурок доступен по абонементу

              У вас уже есть абонемент? Войти

              Сегодня мы познакомимся с гидромеханикой, а на следующем занятии рассмотрим вопросы аэромеханики

              Объяснение гидроаэромеханики

              Отчего плавают рыбы, почему птицы не падают на землю? Как построить корабль, чтобы он не утонул? Может ли машина подняться в воздух, двигаться по небу или зависнуть в небе? Пытаясь найти ответы на эти и на многие другие вопросы, люди создали много разных наук. Их название начинаются со слова гидро, что в переводе означает вода, или аэро, что в переводе означает воздух. Если собрать эти науки вместе, то получится объемная наука – гидроаэромеханика.

              Она рассматривает вопросы, связанные с движением жидкостей и воздуха, а также всех тел, которые в них находятся – животных и человека, парусных судов, самолетов и воздушных шаров.

              Знакомство с гидромеханикой

              Масса современных судов достигает нескольких десятков тысяч тонн. Почему же эти корабли не тонут? Всё дело в том, что их средняя плотность по-прежнему меньше плотности воды, а выталкивающая архимедова сила уравновешивает силу тяжести, и корабль не тонет.

              Опыт с корабликом из фольги. Понятие осадки и ватерлинии

              Рассмотрим опыт из предыдущего урока: если мы возьмем кусочек фольги и опустим его в воду, то он утонет. Но если из этой же самой фольги сделать кораблик, то он благополучно будет покоиться на поверхности воды. В чем же дело? Дело в том, что любой современный корабль содержит множество отсеков, заполненных воздухом. Если бы корабль был сделан из цельного куска металла, то он, конечно, бы утонул. Получается, что наличие пустых помещений, заполненных воздухом, приводит к тому, что средняя плотность судна оказывается меньше плотности воды. Глубина, на которую погружается судно, называется осадкой. При полной загрузке судна, оно не должно погружаться в воду ниже определенной линии. Её называют грузовой ватерлинией (рис. 1), то есть линией, с которой соприкасается поверхность воды и корпус судна при его полной загрузке.

              Рис. 1 Ватерлиния, нанесенная на корпус корабля (черным) (Источник)

              Постепенно загружая кораблик грузом, увидим, что с ним произойдет: осадка становится всё ниже, и при определенном значении корабль тонет. Вес груза превысил определенное значение, корабль опустился ниже ватерлинии. Хотелось бы обратить ваше внимание, что при погружении корабль вытесняет определенное количество воды.

              Водоизмещение, грузоподъемность. Решение задачи

              Вес воды, вытесненный кораблем при погружении, называется водоизмещением. Численно водоизмещение равно весу корабля вместе с грузом. Разница между водоизмещением и весом судна называется грузоподъемностью судна.

              Нам необходимо определить грузоподъемность судна. Судно погружено в пресную воду до ватерлинии и при этом вытесняет воду объемом 15000 кубических метров. Известно, что вес самого судна составляет 5х10 6 ньютон. Запишем краткое условие задачи:

              Нам необходимо рассчитать грузоподъемность судна. Обозначим грузоподъемность как вес груза. Для этого нам нужно из веса вытесненной воды вычесть вес судна:

              Pг= Pвв— Pс , вес вытесненной воды рассчитывается:

              Pвв= ϱв ∙ g ∙ Vв , как плотность воды на величину g и на объем вытесненной воды. Подставим это в исходную формулу и получим выражение для расчета:

              Проведем анализ размерности, при подстановке всех размерных величин и математических преобразованиях, мы получим, что грузоподъемность судна будет измеряться в ньютонах.

              Подставим числовые данные:

              Т. е. грузоподъемность судна равна 145∙10 6 Н.

              Подводные лодки, эксперимент с газировкой

              Суда, способные плавать под водой, называют подводными, а все остальные – надводными. Первая подводная лодка появилась в Англии в 1620 году, в России подводные лодки появились позднее, в 1724 году.

              В сосуд нальем газированную воду и опустим туда виноградинку. Она опустится на дно, потому что ее плотность больше плотности воды, но, облепленная пузырьками газа, она поднимется на поверхность. Как только пузырьки газа будут постепенно лопаться, она вновь опустится на дно, и так будет продолжаться до тех пор, пока весь газ из газировки не выйдет. Движение виноградинки аналогично тому, как движутся подводные лодки, внутри которых есть специальные балластные цистерны. Когда необходимо, чтобы лодка погрузилась, цистерны открываются и забортная вода устремляется внутрь – лодка опускается на дно. При необходимости поднятия наверх – под давлением сжатый воздух заполняет эти балластные цистерны, вытесняя забортную воду, и облегченная лодка поднимается на поверхность.

              Развитие водного транспорта

              Развитие водного транспорта имеет огромное значение, так как это достаточно дешевый вид транспорта с огромной грузоподъемностью, и именно благодаря водному транспорту осуществляется торговля со многими зарубежными странами.

              Завершение

              Список литературы

            • Перышкин А. В. Физика. 7 кл. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010.
            • Перышкин А. В. Сборник задач по физике, 7–9 кл.: 5-е изд., стереотип. – М: Издательство «Экзамен», 2010.
            • Лукашик В. И., Иванова Е. В. Сборник задач по физике для 7–9 классов общеобразовательных учреждений. – 17-е изд. – М.: Просвещение, 2004.
            • Домашнее задание

            • Что такое гидроаэромеханика?
            • К чашкам весов подвешены на нитях два одинаковых по объему тела: одно из меди, а другое из алюминия. Весы уравновешены. Нарушится ли равновесие, если тела опустить в воду, и как?
            • Дать определение водоизмещению и грузоподъемности.
            • Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

              1. Интернет-портал Myshared.ru (Источник).
              2. Интернет-портал Files.school-collection.edu.ru (Источник).
              3. Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

                interneturok.ru

                Принцип плавания судна, история развития строительства кораблей. Разница понятия «судно» и «корабль», виды судов по типу двигателя и по назначению. Понятие ватерлинии и осадки судна. Водоизмещение и грузоподъёмность судна. Пример танкера с грузом и без.

                Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

                Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

                HTML-версии работы пока нет.
                Cкачать архив работы можно перейдя по ссылке, которая находятся ниже.

                Подобные документы

                Определение объема подводной части корпуса судна, площади ватерлинии, используя правила трапеции. Необходимое изменение осадки. Определение аппликаты центра тяжести судна. Принцип действия крыльчатых движителей, их основные преимущества и недостатки.

                контрольная работа [437,9 K], добавлен 13.08.2014

                Обоснование технико-эксплуатационных и экономических характеристик для отбора судна. Анализ внешних условий эксплуатации судов на заданном направлении. Основные требования к типу судна. Строительная стоимость судна, суточная себестоимость содержания.

                курсовая работа [766,7 K], добавлен 11.12.2011

                Определение безопасных параметров движения судна, безопасной скорости и траверсного расстояния при расхождении судов, безопасной скорости судна при заходе в камеру шлюза, элементов уклонения судна в зоне гидроузла. Расчёт инерционных характеристик судна.

                дипломная работа [1,5 M], добавлен 17.07.2016

                Прием судна после ремонта и зимнего отстоя. Подготовка к выходу в плавание, к очередному рейсу буксира-толкача и рейсу пассажирского судна. Суда озерного плавания и особенности подготовки к плаванию в ледовых условиях. Запрещение выхода в плавание.

                реферат [30,2 K], добавлен 09.12.2010

                Условия эксплуатации судов на заданном направлении: район плавания судов; характеристика заданных портов; транспортная характеристика грузов, заданных к перевозке; основные требования к проектному типу судна. Расчёт параметров направления перевозки.

                контрольная работа [139,0 K], добавлен 20.12.2009

                Определение массового водоизмещения проектируемого буксирного судна; его главных размеров, коэффициентов полноты водоизмещения, конструктивной ватерлинии и мидель-шпангоута. Уточнение величины осадки. Проверка выполнения требований Речного Регистра.

                контрольная работа [47,9 K], добавлен 15.09.2012

                Понятие об общем устройстве судна. Положения судна на волне. Сжатие корпуса от гидростатического давления. Поперечный изгиб корпуса судна. Увеличение поперечной прочности судна. Специальное крепление бортов. Обеспечение незаливаемости палубы в носу.

                контрольная работа [418,4 K], добавлен 21.10.2013

                Технико-эксплуатационные характеристики судов, принятых для расчётов. Норма загрузки судов. Расчёт продолжительности рейса. Определение расчетной фрахтовой ставки, выбор оптимального судна для осуществления перевозки. Составление расписания оборота судна.

                курсовая работа [124,7 K], добавлен 09.02.2012

                Главные характеристики судна. Навигационно-гидрографический обзор района плавания. Правила плавания по акватории Астраханского порта. Управление судами смешанного плавания в штормовых условиях. Особенности режима плавания. Расчет безопасных курсов.

                дипломная работа [3,6 M], добавлен 18.04.2010

                Подготовка судна к сдаточным испытаниям. Швартовные испытания, проверка качества постройки судна, монтажа и регулировки оборудования. Ходовые испытания и сдача судна. Ревизия главных и вспомогательных механизмов и устройств. Контрольный выход судна.

                реферат [20,3 K], добавлен 09.07.2009

                otherreferats.allbest.ru

                Смотрите еще:

                • Правила списания гсм Списание ГСМ по путевым листам Это касается также расходов на ГСМ, при этом стоит отметить, что правильно рассчитанные и оформленные они могут быть отнесены на расходные статьи баланса. В результате может […]
                • Где и как оформить завещание Оформление завещания на движимое и недвижимое имущество Что необходимо знать? Иметь документы на собственность, которую он завещает; Завещание должно быть написано согласно установленной форме. Если одно […]
                • Может ли папа получить материнский капитал Может ли отец получить материнский капитал Втиснуть жизнь в рамки закона невозможно. Первоначальная законодательная инициатива предоставлять материнский капитал только матерям претерпела существенные […]
    Закладка Постоянная ссылка.

    Комментарии запрещены.