잠수함이 뜨고 가라앉는 원리는 무엇인가요??
잠수함은 자유자재로 물 위로, 물 아래로 뜨고 가라앉는데 그 원리가 궁금합니다. 무게와 관련된 것인지, 또는 압력과 부피과 관련된건가요??
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.잠수함이 뜨거나 가라앉는 원리는 아르키메데스의 원리에 기반합니다. 아르키메데스의 원리는 "물체가 물에 담긴 체적과 같은 부피의 물을 밀어내면서 상승하는 힘이 작용한다"는 원리입니다. 이것은 물체가 부력을 받는 원리이기도 합니다.
잠수함은 조종실에 있는 볼륨을 제어하여 수중에서의 부력을 조절합니다. 잠수함이 수중으로 이동할 때는 조종실에서 물을 채워서 잠수함의 무게를 증가시키고, 잠수함이 수면으로 이동할 때는 물을 배출하여 잠수함의 무게를 감소시킵니다. 이렇게 함으로써 잠수함은 수중에서 일정한 깊이를 유지할 수 있습니다.
잠수함이 물 밑으로 이동할 때는 물 밀어내기 원리에 의해 잠수함이 수중으로 상승하는 물의 부피와 같은 부피의 물을 밀어낼 때 소모되는 에너지보다 덜 소모됩니다. 그러므로 잠수함은 수면 위로부터 수중으로 이동할 수 있습니다. 잠수함이 수중에서 머무를 때는, 잠수함의 밀도가 물의 밀도보다 높기 때문에 잠수함은 수중에서 뜨지 않고 유지됩니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
내려갈때는 잠수함에 물을 넣고 올라갈때는 버립니다. 그래서 뜰 때는 아르키메데스의 원리인 부력을 이용하는 것입니다. 내부가 비어 있기 때문에 잘 뜰수가 있는것이죠. 물에 뜨는 모든건 부력에 의해서라고 보시면 됩니다. 크기는 상관이 없습니다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
잠수함이 뜨고 가라앉는 원리는 부력과 중력의 상호작용에 의해 결정됩니다.
잠수함은 수중에서 상대적으로 높은 밀도를 가지고 있기 때문에, 물 속에서는 중력이 더 크게 작용합니다. 그러나 잠수함 안에는 공기가 채워져 있으므로, 공기는 물보다 낮은 밀도를 가지고 있기 때문에 물 속에서는 부력이 작용합니다. 부력은 잠수함이 물 밖으로 떠오르게 만드는 힘입니다.
따라서, 잠수함이 수중에서 떠다니려면 부력이 중력보다 커야합니다. 만약 잠수함의 부력이 중력보다 작아지면, 잠수함은 수중으로 가라앉게 됩니다. 이러한 상황은 잠수함 안의 공기를 배출하여 잠수함의 밀도를 증가시키거나, 잠수함의 무게를 감소시키는 등의 조치를 취하여 방지할 수 있습니다.
반대로, 잠수함이 물 밖으로 떠오르려면 부력이 중력보다 커야합니다. 이를 위해서는 잠수함 안의 공기를 배출하여 밀도를 감소시키거나, 물 위에 떠다니는 특수한 구조의 장비인 부력탱크를 이용하여 부력을 증가시킬 수 있습니다.
이러한 부력과 중력의 상호작용은 잠수함의 운용에 매우 중요한 역할을 합니다. 잠수함을 안전하고 정확하게 조종하여 부력과 중력을 조절함으로써 수중에서의 안전하고 효과적인 운용을 보장할 수 있습니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
잠수함이 뜨고 가라앉는 원리는 아르키메데스의 원리와 관련이 있습니다.
아르키메데스의 원리는 "물체가 밀려낸 체적은 그 물체의 부피와 같다"는 원리로, 물에 담긴 물체의 무게는 해당 물체가 밀려낸 물의 무게와 같아집니다.
잠수함은 내부에 공기가 채워진 비상탱크를 가지고 있습니다. 이 비상탱크의 공기를 배출하면서, 잠수함은 밀림력을 감소시켜 물에 잠길 수 있습니다. 그리고 잠수함이 물속에 있을 때는, 잠수함의 무게와 동등한 양의 물을 밀어내어 내부의 공기를 압축시킵니다.
잠수함이 다시 수면 위로 올라오기 위해서는, 내부의 비상탱크에 공기를 주입하여 밀림력을 증가시켜야 합니다. 그리고 잠수함이 수면에 다시 올라오면서, 내부의 공기가 팽창하면서 잠수함은 다시 떠오르게 됩니다.
따라서, 잠수함이 뜨고 가라앉는 원리는 아르키메데스의 원리와 비상탱크를 이용한 공기 압축 및 팽창 원리에 의해 결정됩니다.
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
잠수함이 물에 떠 있을 때는 잠수함의 물탱크 내부가 대부분 공기로 채워져 있어서 중력과 부력이
균형을 이뤄 떠 있을 수 있지만, 물탱크 내부의 공기를 빼내고 외부의 바닷물을 채우면 잠수함의 무게가
늘어나 부력보다 중력이 더 강하게 작용하여 잠수함이 잠수하게 되는 원리입니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
잠수함은 내부에 물을 담았다 뱄다 할 수 있는 밸러스트 탱크를 가지고 있어 이것으로 부력을 조절합니다.
즉, 잠수함이 물속으로 들어갈때에는 밸러스트 탱크에 물을 빨아들이면 탱크 안으로 바닷물이 들어오면서 선체가 무거워지며 서서히 가라앉게 됩니다. 이 때 물이 들어오며 밀도가 높아졌다고 할 수 있고, 부력을 줄인다고도 할 수 있는 것이죠.
그리고 원하는 깊이까지 잠수하면 바닷물이 들어오는 밸브를 잠가 깊이를 유지하게 되고, 이후 물을 빼면 밀도가 줄어들고 가볍게 되며 다시 부상하게 됩니다.