ทําไมเรือเหล็กหนักหลายหมื่นตันถึงลอยน้ําได้โดยไม่จม
เคยสงสัยกันไหมว่าทําไมเรือบรรทุกสินค้าขนาดมหึมาที่ทําจากเหล็กกล้าทั้งลํา แถมยังมีน้ําหนักมหาศาลหลายหมื่นตัน
ถึงสามารถประคองตัวอยู่บนผิวน้ําได้โดยไม่จมลงสู่ก้นทะเล ทั้งที่เหล็กเพียงแค่ก้อนเล็กๆ
เมื่อโยนลงน้ํากลับจมลงไปอย่างรวดเร็ว ปรากฏการณ์นี้มีคําอธิบายทางวิทยาศาสตร์ที่ชัดเจนและน่าสนใจ ซึ่งเกิดจากหลักการทางฟิสิกส์ที่เรียกว่าแรงลอยตัว
หรือกฎของอาร์คิมิดีส
กฎข้อนี้ระบุว่าวัตถุที่อยู่ในของเหลวจะถูกแรงดันน้ํากระทําในทิศทางตรงกันข้ามกับแรงโน้มถ่วงเสมอ
โดยแรงที่กระทํานี้จะมีขนาดเท่ากับน้ําหนักของของเหลวที่ถูกวัตถุนั้นแทนที่หรือผลักออกไป เมื่อเป็นเช่นนี้
หัวใจสําคัญของเรือจึงอยู่ที่การออกแบบรูปทรงและการกระจายมวล เรือถูกสร้างขึ้นมาให้มีโพรงอากาศขนาดใหญ่ภายในตัวเรือ ซึ่งอากาศมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ํามาก
ทําให้น้ําหนักรวมทั้งหมดของเรือเมื่อหารด้วยปริมาตรของตัวเรือที่จมลงไปในน้ําแล้ว มีค่าความหนาแน่นเฉลี่ยต่ํากว่าน้ํา
เมื่อความหนาแน่นเฉลี่ยของเรือน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ํา แรงลอยตัวที่ได้รับจึงมีมากกว่าน้ําหนักของเรือ
ทําให้เรือลอยอยู่ได้นั่นเอง นอกจากนี้รูปร่างของเรือยังถูกออกแบบมาให้เป็นทรงโค้งมนและมีพื้นที่ผิวสัมผัสน้ํากว้าง
เพื่อช่วยกระจายน้ําหนักของเรือให้ครอบคลุมพื้นที่น้ําจํานวนมาก
ทําให้แรงลอยตัวสามารถรับน้ําหนักมหาศาลได้โดยไม่จมลงไป ยิ่งเรือมีขนาดใหญ่และพื้นที่ตัวเรือที่จมน้ํามีปริมาตรมากเท่าไร ก็ยิ่งแทนที่น้ําได้มากขึ้น
และได้รับแรงผลักจากน้ํามากขึ้นตามไปด้วย
นี่คือเหตุผลว่าทําไมเรือบรรทุกสินค้าขนาดใหญ่จึงออกแบบให้มีก้นเรือที่แบนกว้างและลึก เพื่อใช้ประโยชน์จากหลักการแทนที่น้ําให้เต็มประสิทธิภาพมากที่สุด
หากลองสังเกตดูจะพบว่าเรือทุกลําจะมีเส้นโหลดไลน์หรือขีดแสดงระดับน้ําที่ข้างเรือ ซึ่งเป็นตัวบอกระดับที่เรือจะจมลงไปพอดีเมื่อบรรทุกของจนเต็มอัตรา
การบรรทุกน้ําหนักที่มากกว่ากําหนดจะทําให้เรือจมลึกลงไปจนน้ําปริ่มขอบเรือ
ซึ่งจะส่งผลให้แรงลอยตัวไม่เพียงพอและเกิดอันตรายได้ ความเข้าใจในกฎธรรมชาติและวิทยาศาสตร์เหล่านี้คือรากฐานสําคัญที่ทําให้มนุษย์สามารถสร้างพาหนะขนาดใหญ่ออกเดินทางข้ามมหาสมุทรได้อย่างปลอดภัยและมั่นคงจนถึงทุกวันนี้
ไม่ว่าเรือจะหนักเพียงใด ตราบใดที่รูปทรงและการกระจายน้ําหนักยังคงเป็นไปตามหลักการแทนที่น้ํา
เรือเหล็กเหล่านั้นก็จะยังคงแหวกว่ายอยู่บนผิวน้ําได้เสมอโดยไม่ต้องกังวลว่าความหนักของเหล็กจะเป็นอุปสรรคแต่อย่างใด
เป็นความมหัศจรรย์ของฟิสิกส์ที่ถูกนํามาประยุกต์ใช้กับงานวิศวกรรมจนกลายเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจําวันของเราในการขนส่งสินค้าข้ามโลกผ่านทางทะเล
5 คณะที่เรียนจบแล้วอาจต้องเจอกับการแข่งขันสูงในยุค AI
ส่อง “เลขน่าซื้อที่สุด” งวด 1 ก.ย. 2569 คัดเฉพาะเลขชนสำนักดัง ลุ้นรวยรับต้นเดือน! (รวมมิตรจบในกระทู้เดียว)
อำเภอของไทยที่เสี่ยงอันตรายที่สุด ที่จะเจอกับภัยพิบัติแผ่นดินไหว
บอล ซุปเปอร์บอล มาแล้ว! แนวทางหวยงวด 1 ก.ย. 69 เน้นวิ่ง 9-6
เปิดรายได้ "คนขายที่ปัดน้ำฝนข้างทาง" ขายดีขนาดไหน?
ส่องเลขเด็ด AI วิเคราะห์เลขท้าย 2 ตัว งวด 1 ก.ย. 2569 คัดตัวเต็งที่น่าซื้อที่สุดมาให้แล้ว
5 ทริคซักผ้าให้หอมฟุ้งเหมือนร้านซักอบรีด ด้วยเงิน 20 บาท
จอมขมังเวทย์มาแล้ว! งวด 1/9/69 ส่องเลขเด่นบน 6 เด่นล่าง 9
สัตว์ที่เกือบจะสูญพันธุ์จากประเทศไทย แต่กลับมาพบเพิ่มจำนวนได้อีกครั้ง
ชาติที่คนใช้เงินในประเทศไทยมากที่สุด อันดับที่ 1 ของโลก
5 โรงเรียนในตำนานของไทย เปิดประวัติ โรงเรียนเก่าแก่ที่มีอายุมากกว่าร้อยปี
ทำไมถึงเรียก “ป่าช้า” ทั้งที่คนตายไม่ได้เดินช้า? เปิดที่มาคำโบราณที่คนไทยคุ้นเคย แต่หลายคนไม่เคยรู้ความหมาย
สัตว์ที่เกือบจะสูญพันธุ์จากประเทศไทย แต่กลับมาพบเพิ่มจำนวนได้อีกครั้ง
