선박이 물에 뜨는 원리를 알고 싶어요.

Question

큰배들은 전부 쇠로 만들어 지는데 물에 뜨는 원리가 뭔가요??인터넷에 검색해봐도 죄다 어려운 용어들이라 이해가 쉽게 안되네요.타원형으로 만들어 공기가 있다고 해도 크고 무거운 쇠기 물에 뜬다는게 쉽게 이해가 안되네요. 지식이 없어도 알기 쉽게 설명 부탁드려요.

Answer 1

배를 만드는 쇳덩어리는 같은 부피의 물보다 약 7.8배 무거워 그 상태로는 물에 가라앉게 되지만, 배처럼 속을 비워 그릇모양으로 만들어 주면 얼마든지 물보다 가볍게(밀도가 물보다 작게) 만들 수 있답니다.


출처: https://blog.samsungshi.com/325 [삼성중공업 블로그]

Answer 2

어떤 물체가 물 속에 잠겨 있으면 윗면에서는 아래쪽으로 수압이 작용하고, 아랫면에서는 위쪽으로 수압이 작용하며 좌우 양면에서도 수압이 서로 반대방향으로 작용합니다.
이 때 아랫면에서 위쪽으로 작용하는 수압이 윗면에서 아래쪽 작용하는 수압보다 크고 이와 같이 물체 주위에 작용하는 모든 수압을 합한 힘이 위쪽으로 작용하는 부력이 됩니다.
이 부력의 크기는 그 물체와 같은 부피의 물의 무게와 같고, 방향은 중력과 반대방향이 됩니다. 다시 말하면 부력은 깊이에 따른 수압의 차이 때문에 생기는 것으로 물체의 부피가 클수록 커지며, 물보다는 바닷물에서 더 크고, 바닷물보다는 수은 속에서 더 큽니다.

Answer 3

부력의 원리 때문입니다. 고대 그리스의 학자였던 아르키메데스가 왕관이 순금으로 만들어진 것인가를 알아내라는 왕의 명령에 따라 며칠을 고심하다가 욕조에 들어가던 중 물이 넘치는 것을 보고 부력의 원리를 발견했다고 전해집니다. 물체를 물 속에 넣으면 그 물체와 같은 부피의 물의 무게만큼 가벼워진다는 게 부력의 원리입니다.

배가 물에 뜨는 원리도 이와 동일합니다. 부력의 크기는 그 물체가 밀어낸 물의 무게와 같으며 물체가 물에 잠긴 부분의 중심, 즉 부심을 통해 중력과 반대 방향으로 작용합니다. 부력은 물 속에 잠긴 물체의 무게만큼 발생하지만 물체가 물에 닿는 면적이 넓을수록 잘 뜰 수 있습니다.

만약 물체의 무게가 같은 부피의 물 무게보다 작으면 그 물체는 가라앉지 않는데, 이는 부력이 물체의 무게보다 크기 때문입니다. 이 원리를 이용하여 배가 밀어내는 물의 무게보다 배의 무게를 더 가볍게 만들면 배는 물에 뜰 수 있습니다.