배는 엄청 무거운 철로 만들었는데 왜 가라앉지 않나요?
안녕하세요
거대한 여객선을 보면 어떻게 저 큰 철판이 물에 떠있지 궁금합니다.
배는 어떤 원리로 물에 가라앉지 않고 떠서 돌아다니나요?
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안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 배가 물에 떠 있을 수 있는 원리는 '아르키메데스 원리'입니다. 아르키메데스 원리는 "물 속에 있는 물체는 상체의 부피와 같은 부력을 받는다"라는 원리를 말합니다.
배의 경우, 선체(배의 몸통)가 물에 밀려 수직으로 들어가는 부분의 부피와 같은 부력을 받아서 물 위에 뜰 수 있습니다. 배가 물에 떠 있을 때는 배의 중력과 부력이 서로 상쇄되어 균형을 이루게 됩니다. 이렇게 부력이 중력과 상쇄되는 지점을 배의 중심부인 '중심선'이라고 합니다.
또한 배의 모양, 크기, 중심선의 위치 등도 배가 물에 떠 있는데 영향을 줍니다. 예를 들어 배의 선체가 아래로 갈수록 더 많은 물을 밀어내므로 부력이 증가하고, 배의 크기가 커질수록 물을 밀어내는 부피가 증가하여 부력이 커지게 됩니다. 따라서 이런 요소들도 배가 물에 뜨는 데에 영향을 미칩니다.