Главная › Справочник › Явления вокруг нас › Почему стальной корабль не тонет

Почему стальной корабль не тонет

Явления вокруг нас7 классОГЭлюбопытство

КраткоКорабль не тонет, потому что важна не плотность стали, а средняя плотность всего судна вместе с воздухом внутри корпуса. Корпус полый: огромный объём занимает воздух, поэтому средняя плотность корабля оказывается меньше плотности воды. По закону Архимеда судно вытесняет столько воды, что её вес равен весу корабля, — и выталкивающая сила удерживает его на плаву. Сплошной кусок той же стали, без полости, утонет.

🔬 Интерактивная симуляция: Закон АрхимедаОткрыть на весь экран →

Симуляция «Плавание тел»: меняя объём при той же массе, можно заставить тело плавать или тонуть — ровно так работает полый корпус корабля.

Дело в средней плотности, а не в материале

Сталь почти в 8 раз плотнее воды, поэтому гвоздь тонет. Но корабль — это не сплошной металл, а полый корпус, внутри которого воздух. Среднюю плотность считают так:

ρ_ср = масса корабля / весь объём корпуса

За счёт большого внутреннего объёма средняя плотность падает ниже 1000 кг/м³, и судно плавает.

Закон Архимеда

На погружённое тело действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной воды:

F_A = ρ_воды · g · V_погр

Корабль погружается ровно настолько, чтобы вытолкнутая вода весила столько же, сколько он сам. Тяжело гружёное судно сидит в воде глубже (вытесняет больше воды), пустое — поднимается выше.

Почему пробитый корпус тонет

Если в корпус попадает вода, она вытесняет воздух, средняя плотность растёт и превышает плотность воды — выталкивающей силы уже не хватает, судно идёт ко дну. Поэтому корабли делят на герметичные отсеки: затопление одного не топит всё судно.

Частые вопросы

Почему стальной корабль плавает, а гвоздь тонет?

У гвоздя плотность равна плотности стали, а у корабля — средняя плотность с воздухом внутри, и она меньше плотности воды.

Что такое выталкивающая сила?

Сила, с которой жидкость выталкивает погружённое тело; она равна весу вытесненной телом жидкости (закон Архимеда).

Почему гружёный корабль сидит глубже?

С грузом масса больше, значит, нужно вытеснить больше воды, поэтому судно погружается глубже до равновесия.

Почему пробоина топит корабль?

Вода заполняет корпус, вытесняя воздух; средняя плотность судна превышает плотность воды, и выталкивающей силы не хватает.

Ещё в разделе «Явления вокруг нас»

Почему лёд плавает, а не тонет Почему самолёт летит и не падает Почему в космосе нет звука Сколько весит облако Что будет, если упасть в туннель сквозь Землю Что будет, если Земля перестанет вращаться

Все статьи раздела →

Не получается тема по физике?

Разберём именно ваш пробел на индивидуальном занятии. Или начните с бесплатной диагностики уровня.

Записаться на занятие Бесплатная диагностика

Владимир Подлевских — репетитор по физике и математике, выпускник физического факультета МГУ им. Ломоносова. Готовлю к ЕГЭ, ОГЭ, ДВИ МГУ и международным экзаменам (IB, IGCSE, A-Level, AP).