배가 물에 뜰수있는 원리는 무엇일까요?
바다에가면 크고작은 배들이 정박해
있는것도 있고 물살을 가르며 운항을
하는 배들이 있는데 어떻게 무거운
철로 만든 배는 물위에 뜰수가 있는가요?
안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.
배가 물에 뜨는 원리는 '아르키메데스의 원리’라고도 합니다. 이 원리는 '물체를 물 속에 넣으면 그 물체와 같은 부피의 물이 무게만큼 가벼워진다’라는 부력의 원리입니다. 배의 내부에 빈 공간을 많이 두어서 밀도가 작은 공기로 가득 채우면 무게에 비해 부피가 매우 커지면서 배 전체의 밀도가 물의 밀도보다 작아져 배가 물에 뜨게 됩니다
안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.
물체가 바다 위에 떠 있는 것은 중력과 부력이 균형을 이루는 결과이며, 철로 만든 배도 부력을 이용하여 물 위에 뜰 수 있습니다. 배의 구조와 크기, 무게 분산 등이 부력을 적절히 조절하는 데 중요하며, 배의 운항에는 파도, 바람, 조류 등의 환경 요소를 고려해야 합니다.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
부력 = 동일한 부피를 갖는 물과 (물체가) 같은 무게가 될 때까지 물에 떠 있게 되는 현상으로
물과 같은 유체가 물체를 위로 밀어 올리는 힘을 말한다.
중력과 반대로 물체를 위쪽으로 미는 방향으로 작용하는 힘이다.
쇠는 물에 가라 앉지만 배는 물에 가라앉지 않는 이유는 = 쇠+내부 공간 중량의 총합<물
배를 구성하는 쇠와 <내부 공간 중량의 총합>이 동일한 부피의 물보다 가볍기 때문이다.
중력은 배의 무게만큼 중력이 배를 아래에서 끌어 당기지만
부력이 그 힘만큼 위로 올리기 때문에, 배가 무겁다 해도 가라앉지 않는다.
물이 가득 찬 그릇에 사과를 넣어 넘친 물의 양을 측정하면, 그 넘친 물의 양이 바로 사과에 작용한 부력이다.
사과의 무게가 같은 부피의 물보다 무겁지 않으면 부력이 발생해 뜨게 된다.
이런 방법으로 배의 부력도 잴 수 있다.
배에 짐을 가장 많이 실었을때도 동일한 부피의 물보다 충분히 가벼워서 가라앉지 않도록 화물의 양을 정한다.
어떻게 거친 파도속에서 중심을 잃지 않고 항해가 가능한가?
배에는 무게 중심을 낮게 유지해서 거친 파도에도 배가 넘어지지 않고 중심을 잡도록 해주는 평형수라는 것이 있다.
선박 평형수는 큰 파도가 치는 바다에서도 배가 넘어지지 않고 항해할 수 있도록 해주고
화물을 싣지 않은 배의 추진기가 물속에 충분히 잠겨서 추진력을 얻도록 해주는 역할이다.
모든 배는 파도에서 넘어지지 않도록 실을 수 있는 화물의 양과 평형수 사용에 대한 규칙을 법으로 정해 사용한다
평형수는 배의 아랫부분이나 양옆에 위치해서 물을 채우게 되면
외줄 위에 곡예사가 긴 장대를 이용해 중심을 잡듯 배가 바다에서 중심을 잡고 앞으로 나아가게 한다.
배가 물에 뜨도록 하는 부력의 중심점은, 배와 화물의 무게 중심보다 낮게 위치하게 되는데요.
배가 오뚝이처럼 파도에 흔들려도 넘어지지 않고 바로 서려는 힘을 복원력이라고 한다.
재밋는건 물속에서 항해하는 잠수함은 물 위에 있는 배와 반대로
부력의 중심점이 배와 화물의 무게 중심보다 높게 위치하고 그 성질을 유지하려는 복원력이 생긴다.
배가 바로 서려는 힘인 복원력이 큰 선박은 큰 파도 속에서도 안전항해 가능
사람이 많이 타는 여객선과 화물 운송의 화물선은 서로 다른 특성의 복원력을 갖도록 설계한다.
트럭에 많은 짐을 높게 쌓고 달리면 위험한 것처럼 배가 동일한 부피의 물보다 무겁지 않도록 적절히 화물 싣는다.
배의 바닥이 뾰족한 모양인 이유를 아시나요?
배가 떠있는 물은 평평하게 고정된 바닥이 아니기에 바닥이 넓적하면 흔들리는 물의 영향을 크게 받는다.
배의 바닥을 뾰족하게 해서 파도의 영향은 작게 받으면서도 무게 중심은 낮게 만들어서 물위에 바로 서도록 한다.
배가 뜨기 위해 지구의 중력, 배의 모양, 배는 과학의 결정체다.
안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.
강철로 만든 배가 뜨는 이유는 ‘부력’ 때문입니다.
부력은 물에 있는 물체를 물위로 떠올리는 힘입니다.쇠가 물밑으로 가라앉으려는 힘이 이를 떠받들려는 물 속의 힘(부력)과 같으면 쇠가 물위에 떠 있을 수 있읍니다.배의 힘과 물의 힘이 같기 때문에 배가 물에 뜨는 것입니다.
철로 된 배나 무거운 쇳덩이가 물에 뜨는 이유는 무게가 아니라 물과 접촉하는 면적입니다. 철 조각처럼 면적이 좁거나 작은 물체는 물에 가라앉습니다. 작은 물체는 물이 아무리 떠받치고 싶어도 힘을 줄 면적이 부족하기 때문입니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.배의 부력은 아르키메데스 원리에 따라 발생합니다. 아르키메데스 원리는 "물체가 밀려올리는 수력은, 그 물체가 밀어낸 체적의 물의 무게와 같다"는 원리입니다. 이 원리에 따라 배는 물의 위에 떠 있을 때 배의 무게와 같은 체적의 물이 배의 아래쪽으로 밀려나가며, 이로 인해 물 위에 떠 있을 힘을 얻는데 이것이 부력입니다.
안녕하세요. 설재훈 과학전문가입니다.부력 때문이죠
배가 밀어내는 물의 무게보다 배의 무게가 더 가벼워야 배가 떠요 무게가 같다고 해도 부피가 클수록 부력도 커져요 그래서 물체가 물에 잠기는 부피가 커야 더 잘 뜰 수 있어 뚱뚱한 사람들이 마른사람보다 의외로 물에 잘 뜨는 것이 부력 때문이에요
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
배가 물에 뜨는 원리는 "부력" 또는 "윤활력" 원리에 기반합니다. 부력은 물체가 액체나 기체 중에서 물체를 둘러싸고 있는 액체의 밀도에 의해 발생하는 역학적인 힘입니다.
배가 물에 뜨는 경우, 배의 부피가 배의 무게를 물에 둘러싸고 있는 물의 밀도를 이길만큼 크기 때문에, 배에 작용하는 부력이 배의 무게를 상쇄시키게 됩니다. 따라서 배가 물에 뜨는 것입니다. 만약 배의 부피가 물의 밀도를 이기지 못한다면, 배는 가라앉게 됩니다
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
물 위에 있는 물체는 항상 부력을 받게 됩니다
부력은 물체를 물위로 올려주는 힘을 말하는데 무거운 배 또한 이러한 부력의 힘으로 물 위를 떠다닐 수 있는 것입니다
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
아마 아르키메데스의 원리를 들어보셨을겁니다.
배가 물에 뜨는 원리는 아르키메데스의 원리에 따라 설명할 수 있습니다. 바로 부력과 밀도입니다.
밀도는 단위 부피당 질량을 뜻하고, 부력은 중력과 반대 방향인 위쪽으로 향하는 힘을 뜻하는데, 액체 속에 있는 물체에는 물체가 밀어낸 액체의 무게와 같은 힘이 위쪽으로 작용합니다.
이 덕분에 배가 물 위에 뜰 수 있는 것이죠.
안녕하세요. 조용찬 과학전문가입니다.
그 무거운 배가 물에 떠있는 이유는 부력때문입니다
물속에 있는 물체는 항상 부력을 받게되는데 이는 중력과 반대방향인 위쪽으로 향하게 됩니다.
우리가 물속에서 무거운돌을 가볍게 드는것과 같은거죠
안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.
배가뜨는 이유는 밀도와 부력에 의해 가능한것인데요.
우선, 배의 밀도는 물의 밀도보다 낮아서, 배가 물의 표면에 뜨게 해줍니다.
또한, 부력은 물과 같은 유체에 의해 물체에 가해지는 상승력입니다.
배를 물에 넣을 때, 물에서 나오는 부력은 배에 의해 대체된 물의 무게와 같기때문에 물에 뜰수있게 도와줍니다.
감사합니다.