커다란 배가 어떻게 바다위를 건널 수 있는지 알려주세요.
바다위에 떠있는 배를 보면 크기도 엄청크고 무게도 상당히 많이 나갈텐데 어떻게 바다위를 떠다니며 항해할수 있는지 알려주시면 감사하겠습니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
커다란 배가 무거운 무게에도 불구하고 바다 위에 떠서 항해할수있는 원리는 바로 부력 때문입니다.
배가 물에 잠긴 부피만큼의 물의 무게가 바로 부력입니다. 아르키메데스의 원리에 따르면 물체가 유체(여기서는 바닷물)에 잠겼을때 받는 부력은 그 물체가 밀어낸 유체의 무게와 같습니다.
커다란 배는 그 크기만큼 엄청난 양의 물을 밀어내기 떄문에 배의 총 무게보다 더 큰 부력을 받게 됩니다.배가 바다위에 떠있는 상태는 바로 이배의 무게와 부력의 크기가 같아져서 균형을 이루는 상태입니다.
선박을 설계할때는 배의 구조가 충분한 부피를 확보하여 배의 자체 무게와 실리는 짐의 무게를 합한 것보다 큰 부력을 얻을수있도록 계산됩니다. 이렇게 큰 부력 덕분에 무거운 배도 바다 위를 떠서 항해할수있는것입니다.
안녕하세요. 김민규 전문가입니다.
배가 물 위에 뜨기 위해서는 부력이 필요합니다. 이 부력은 물과 비중차이로 인하여 물체가 물에 뜨는 것을 의미합니다.
큰 배가 바다 위에서 떠다니는 이유는 많이 들어보셨을 단어인 바로 부력 때문입니다. 부력은 아르키메데스의 원리에 의해 작용하며 배가 물에 띄워지려면 배가 밀어내는 물의 무게와 배의 무게가 같아야 합니다. 큰 배는 넓은 면적을 가지고 있어 많은 양의 물을 밀어내고 이로 인해 큰 부력이 발생합니다. 부력은 배의 무게를 지탱하고 배가 가라앉지 않도록 도와줍니다. 또한 배의 디자인과 구조가 부력을 효율적으로 활용하도록 설계되어 있습니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
선박이 일단 물에 떠야만 바다르 항해 가능합니다.
그렇다면
선박이 물에 뜨는 원리를 살펴봐야겠지요
배가 물에 뜨는 원리는
아르키메데스의 원리 인데
물체나 체적이 부분적으로 또는 완전히 액체에 잠겨 있을 때
그 물체에 작용하는 부력은
그 물체가 압축된 액체의 무게와 같다는 원리 입니다.
이 부력은 물체가 떠오르는 힘으로 작용하게 되고, 이로써 물체는 뜨게 됩니다.
선박이 물에 뜨는 원리로 대입해보면
선박의 형태와 부피
선박의 형태가 물체의 부피를 결정하고, 이 부피가 선박이 물을 밀어내는 양과 관련
아르키메데스 원리
선박이 물에 떠있을 때, 물의 아래에서 밀어내는 부력이
선박의 무게와 같아집니다. 이 부력은 선박의 부피와 형태에 따라 결정 되는데
선박 무게가 부력보다 크다면 선박은 침몰합니다.
밀어내는 액체의 무게
선박이 물을 밀어내는 데 필요한 부력은
선박의 부피와 형태에 의해 생성되는데 , 이 부력이 선박무게와 같아지면 선박은 뜹니다.
선박의 형태와 부피에 따라 결정되며
선박에서 부력을 조절하는 방법은 아래와 같습니다.
선박의 부피/ 형태 조절
선박의 부피를 증감시켜 부력을 증감시키는데,
선박의 설계 및 구조 변경으로 구성
선박의 잠금밸브 조절
선박 내부의 물의 양을 조절하여 부력을 조절
화물조절
화물야 조절로 부력조절 - 많은 화물을 실으면 부력이 증가/ 반대는 감소
워터 밸러스트 제어
물을 배출하는 장치로 물을 흡입/ 배출 하면서 부력 조절
또한 선박의 구조는
목적과 크기에 따라 다를 수 있는데
선박의 용골(keel)은 선박에서
가장 중요하고 기본적인 구조 중 하나로
선박 아래부분에 위치하는 길쭉한 구조물로서 중요한 역할 을 수행합니다
주요 역할을 나열하면
안정성 제공: 파도,바라 및 기타 외부 요인에 대해 선박이 물위에서 균형을 유지하도록 보조.
선박의 중심선 : 선박의 전반적 구조/디자인에 영향을 주는 중심선으로, 이 중심선을 기준으로 배치됨
부력조절 : 선박의 부력시스템이 용골과 상호작용하도록 설계됨
러더 / 헬름 지원 : 선박의 헬름과 러더는 용골에 부착되어있는데 선박의 방향제어에 사용됩니다.
헬름은 용골 주위 장치 조종하여 선박의 방향을 변경\
러더는 이 작업을 실제 수행합니다.
구조적 지원 : 선박의 엔진, 동력시스템, 통신 장비 및 다른 시설 등이 용골에 부착되거나 연결되어
용골이 이들을 안정적으로 지탱하면서 선박기능 보장.
참고로 배의 부력 조절 하는 부분에서 물의 흡입/ 배출 관련이 있었습니다만
부력 조절 뿐 아니라
선박 무게 중심을 위해
배 밑바닥이나 좌우에 물을 채우거나 비우면서 배의 균형을 맞추는 역할 도 하는데요.
이를 선박 형형수 라 합니다.
안녕하세요. 황성원 전문가입니다.
배와 같이 부피가 크면 배가 물에 잠긴 부피만큼 부력이 생겨 부력으로 인해 배가 뜨게 됩니다.
물속에 있는 물체가 받는 부력의 크기는 물속에 있는 물체의 부피와 같은 부피를 가진 물의 무게입니다.
같은 쇠라고 하더라도 부피가 작은 상태에서는 부력이 작아 가라앉지만 배와 같이 부피가 크면 부력이 세므로 배가 뜨는
것입니다. 부력을 세게 하려면 물에 잠기는 부피를 크게 하면 됩니다. 그래서 배와 같이 큰 물체는 부력이 세기 때문에
가라앉지 않고 물 위에 뜨게 됩니다.
안녕하세요. 안다람 전문가입니다.
배가 바다위를 떠다닐수 있는 것은 부력의 원리가 작용합니다.
배의 설계는 물에 잠긴 물체가 받는 부력은 그 물체가 밀어낸 물의 무게와 같아 배의 무게보다 더 큰 부력을 생성하여 배가 뜰수 있습니다.