잠수함은 어떻게 떳다가 가라앉았다 할까요?
잠수함 같이 부피와 무개가 큰 것이 어떤 원리로 자유롭게 뜨고 가라앉을수 있나요?
잠수함의 잠수원리는 일종의 부력을 이용한 것이라고도 하는데 이원리도 궁금합니다.
4개의 답변이 있어요!잠수함은 아르키메데스의 원리로 가능합니다.
아르키메데스의 원리란, 한 물체의 일부 또는 전부가 액체 속에 잠기면,
그 물체에 의해 밀려나온 액체의 중량과 크기가 같고 방향이 반대인 부력이 걸리게 되는 것입니다.
잠수함에 공기탱크를 압력선체에 외부에 설치하여
물이 채워지면 잠수함의 무게가 부력과 같아지도록 조절하고,
수면으로 올라가기 위해서는 공기탱크내에 압축공기를 공급하여 떠오르게 하고 있습니다.
거대한 잠수함이 물속에서 뜨고 가라앉는 것은 그리스의 아르키메데스가 "유레카!"를 외치며 발견한 물질의 부피와 질량의 관계, 그리고 밀도의 부력을 활용한 결과입니다.
한 물체의 일부 또는 전부가 어떤 액체 속에 잠겨 있으면 잠긴 공간만큼의 물을 밀어내게 되고 그 밀어낸 물의 무게에 해당하는 크기의 부력(액체의 중량과 크기가 같고 방향이 반대인 상향력)이 그 물체에 걸리게 된다는 원리지요.
일반적으로 잠수한의 선체는 최대 잠수 깊이에서 수압에 견딜 수 있는 단단한 내각(내부를 덮는 막)과 비교적 얇은 철판으로 된 외각(외부를 덮는 막)의 이중벽으로 되어 있습니다. 그리고 내각과 외각 사이에 바닷물을 넣었다 뺏다 할 수 있는 밸러스트 탱크(ballast tank)가 설치되어 있는데 바로 이 탱크가 잠수함을 위 아래로 움직이는 열쇠를 쥐고 있어요
잠수함이 물속으로 들어갈때에는 밸러스트 탱크에 물을 빨아들이면 탱크 안으로 바닷물이 들어오면서 선체가 무거워져(밀도가 커져) 서서히 가라앉게 되는데, 어느정도 깊이에서 떠 있게 하려면 바닷물이 들어오는 밸브를 잠그면 됩니다.
그리고 가라앉았던 잠수함이 다시 떠오를 때는 밸러스트 탱크 안의 물을 잠수함 밖으로 내보내면 내부가 공기로 가득차 가볍게 되므로(밀도가 작게 되므로) 다시 뜨게 되지요.
안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
잠수함이 물속으로 들어갈때에는 밸러스트 탱크에 물을 빨아들이면 탱크 안으로 바닷물이 들어오면서 선체가 무거워져(밀도가 커져) 서서히 가라앉게 되는데, 어느정도 깊이에서 떠 있게 하려면 바닷물이 들어오는 밸브를 잠그면 됩니다. 가볍게 되므로(밀도가 작게 되므로) 다시 뜨게 되지요
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.
잠수함이 물에 뜨는 것은 간단히 말해서 잠수함 안에 물탱크가 있다고 생각하면 됩니다.
밀도=질량/부피 입니다. 즉 물의 밀도보다 크면 가라앉고 물의 밀도보다 작으면 물에 뜨게 됩니다. 여기서 질량은 고정값이 바꿀수 없고 부피을 바꿀수 있는데 앞에서 말한 것처럼 잠수함에는 큰 물탱크가 있습니다. 여기에 물을 담아 공기의 부피가 작아지면 밀도가 커져서 가라앉고 물을 빼내면 공기의 부피가 커져 밀도가 낮아져 물에 뜨게 됩니다. 이 원리를 이용해 잠수함에 뜨고 가라앉고를 할 수 있습니다.
