Нейтральная плавучесть

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найти источники:  «Нейтральная плавучесть»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( ноябрь 2020 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон )

Нейтральная плавучесть возникает, когда средняя плотность объекта равна плотности жидкости, в которую он погружен, в результате чего выталкивающая сила уравновешивает силу тяжести , которая в противном случае заставила бы объект тонуть (если плотность тела больше, чем плотность жидкости, в которую он погружен) или подъем (если меньше). Объект с нейтральной плавучестью не утонет и не поднимется.

Баланс сил на объектах с отрицательной, нейтральной и положительной плавучестью

Дайвер с нейтральной плавучестью не нуждается в ластах для поддержания глубины.

В подводном плавании с аквалангом важным навыком является способность поддерживать нейтральную плавучесть за счет контролируемого дыхания, точного взвешивания и управления компенсатором плавучести. Аквалангист поддерживает нейтральную плавучесть путем непрерывной коррекции, обычно контролируемого дыхания, поскольку нейтральная плавучесть является нестабильным условием для сжимаемого объекта в жидкости.

История [ править ]

Математик Архимед открыл многое из того, как работает плавучесть, более 2000 лет назад. В своем исследовании Архимед обнаружил, что объект поддерживается силой, равной весу воды, вытесняемой объектом. Другими словами, надувная лодка, которая перемещает 100 фунтов (45 кг) воды, поддерживается тем же весом опоры. Объект, который плавает в воде, известен как обладающий положительной плавучестью. Опускающийся на дно объект имеет отрицательную плавучесть, в то время как объект, который парит на том же уровне в воде, обладает нейтральной плавучестью. Позже ученые обнаружили способы управления плавучестью и разработали такое оборудование, как спасательный жилет., который наполнен сжатым воздухом и помогает снизить среднюю плотность человека, помогает плавать и плавать, а также определенное оборудование для дайвинга (включая подводные лодки и подводные аппараты ), которые имеют воздушные камеры, похожие на плавательные пузыри, для регулирования глубины.

Использует [ редактировать ]

Плавучесть важна во многих областях. Лодки, суда и гидросамолеты будут спроектированы таким образом , что гарантирует , что они остаются на плаву. Подводные лодки имеют контролируемую плавучесть, позволяющую им погружаться и подниматься по мере необходимости. Многие объекты были разработаны с учетом плавучести, например спасательные средства и понтоны .

Плавучесть важна для большинства водных видов спорта . Многие пловцы знают, что есть простые способы плавать на поверхности, например, лежа на спине или задерживая дыхание. Плавучесть становится заметной, когда пловец пытается нырнуть на дно бассейна, что может потребовать усилий. Аквалангисты работают со многими проблемами плавучести, так как дайверы должны уметь плавать, парить и тонуть в воде. Аквалангисты часто носят свинцовые утяжелители, чтобы противодействовать положительной плавучести своего тела и снаряжения.

Газы также являются жидкостями, поэтому объекты, плавающие в воздухе, также можно обрезать, чтобы они имели нейтральную плавучесть. Воздушный шар, который не опускается и не поднимается, использует более низкую плотность горячего воздуха по сравнению с плотностью окружающего воздуха для создания достаточной тяги вверх, чтобы уравновесить вес корзины и ее содержимого.

Моделирование микрогравитации [ править ]

Нейтральная плавучесть широко используется при обучении космонавтов при подготовке к работе в условиях микрогравитации в космосе. НАСА и российская космическая программа поддерживают средства, в которых обученные астронавты взаимодействуют с макетами космического оборудования с помощью аквалангистов. В Лаборатории космических систем Мэрилендского университета резервуар нейтральной плавучести также используется для оценки характеристик прототипа космических роботов.

Характеристики [ править ]

Когда имеет место нейтральная плавучесть, создается впечатление, что объект / вещество плавает в середине жидкости или где-то между дном и поверхностью.

Внешний вид в природе [ править ]

А рыба «ы плавать мочевого пузыря управляет плавучести путем регулирования количества газа в плавательном пузыре, что позволяет ему достичь нейтральной плавучести на различных глубинах. Когда общая плотность рыбы становится выше или ниже окружающей воды из-за изменения объема плавательного пузыря после подъема или спуска, она может исправить эту разницу с течением времени с помощью физиологического процесса, включающего контролируемое поглощение и удаление газов через кровообращение, жабры и железа, прилегающая к плавательному пузырю.

Человеческий мозг демонстрирует приблизительно нейтральную плавучесть в результате его суспендирования в спинномозговой жидкости . Фактическая масса человеческого мозга составляет около 1400 граммов; однако чистый вес мозга, взвешенного в спинномозговой жидкости, эквивалентен массе 25 граммов. Таким образом, мозг существует с почти нейтральной плавучестью, что позволяет мозгу сохранять свою плотность без ущерба для собственного веса, который может перекрыть кровоснабжение и убить нейроны в нижних отделах.

Плотность бытовых веществ (в г / см ³ ) [ править ]

См. Также [ править ]

• Плавучесть  - восходящая сила, противодействующая весу объекта, погруженного в жидкость.
• Моделирование нейтральной плавучести в качестве учебного пособия  - обучение космонавтов в условиях нейтральной плавучести
• Категория: Устройства нейтральной плавучести

Ссылки [ править ]