Теория:
По воде плавают огромные металлические судна. Они перевозят грузы. Какие физические явления способствуют удержанию тяжёлых судов на воде?
Для плавания тела на поверхности жидкости необходимо, чтобы сила тяжести, действующая на тело, была уравновешена отталкивающей силой.
Любое судно (лодка, корабль) частично погружается под воду. Получается, что у плавающего судна есть надводная и подводная часть.
Осадкой судна называют глубину, на которую погружается в воду плавающее судно.
Ватерлиния — это максимальный уровень, на который может погрузиться плавающее судно; максимальная допустимая осадка.
Российский атомный ледокол «Арктика» имеет высоту \(15,2\) м. Рабочая осадка \(8,55\) м, полная осадка \(10,5\) м.
Водоизмещение корабля — общее количество воды, вытесняемое погружённой в воду частью корабля.
Водоизмещение равно массе всего корабля, поэтому измеряется в единицах массы.
Массу корабля составляет корпус, экипаж, груз, топливо, оснастка. При уменьшении груза водоизмещение судна изменится.
Как известно, судно может погрузиться в воду не ниже ватерлинии, что и соответствует его наибольшему водоизмещению. Следует учитывать, что плотность пресной воды отличается от плотности морской воды, поэтому осадка судна в таких водах будет различаться.
Существуют суда, способные плавать под водой, их называют подводными лодками.
Первую подводную лодку изобрёл нидерландский судостроитель Корнелиус ван Дреббель, которую он и построил в Англии в \(1620\) году.
В России построить подводную лодку пытались ещё при Петре Великом. В Петербурге на галерном дворе действующая модель подводной лодки прошла испытания. Но со смертью царя проект не был доведён до конца.
Первая русская подлодка конструктора Ивана Александровского была построена на Балтийском заводе в Санкт-Петербурге в \(1866\) году.
При погружении в воду в современных подводных лодках применяют балластные цистерны, которые поэтапно заполняются водой.
При всплытии подводной лодки воздухом высокого давления продуваются балластные цистерны, т. е. вода вытесняется воздухом. Процесс происходит поэтапно.
В настоящее время подводные лодки находятся на вооружении \(39\) стран. Это поистине большие сооружения. Например, подводная лодка «Дмитрий Донской» характеризуется водоизмещением \(28 500\) т и длиной \(172\) м. Предельная глубина погружения — \(400\) метров. Скорость движения (под водой) \(50\) км/ч.