หน้าแรก ตรวจหวย เว็บบอร์ด ควิซ แชร์ลิ้ง Page อัลบั้ม คำคม Glitter เกมถอดรหัสภาพ คำนวณ การเงิน ราคาทองคำ กินอะไรดี
ข้อตกลงการใช้บริการนโยบายความเป็นส่วนตัวนโยบายเนื้อหานโยบายการสร้างรายได้About Usติดต่อเว็บไซต์แจ้งเนื้อหาไม่เหมาะสม

สงสัยกันไหมว่าทำไมเรือเหล็กลำใหญ่ถึงลอยน้ำได้โดยไม่จมลงก้นทะเล

เขียนโดย evileyes

\

เคยยืนดูเรือขนส่งสินค้าลำมหึมากลางอ่าวแล้วเกิดคำถามในใจกันบ้างหรือเปล่า ว่าไอ้เจ้าเหล็กหนัก ๆ ทั้งก้อนแบบนั้นลอยอยู่บนผิวน้ำได้ยังไง ทั้งที่ถ้าเราหย่อนเหรียญบาทหรือก้อนหินเล็ก ๆ ลงไป มันก็พุ่งดิ่งลงก้นทะเลทันที

คำตอบไม่ได้อยู่ที่ระบบปั๊มน้ำหรืออากาศที่คอยดันเรือขึ้นมาโดยตรง แต่อยู่ที่รูปทรงของตัวเรือและปริมาณน้ำที่เรือสามารถแทนที่ได้ ตามหลักการของอาร์คิมีดีส วัตถุที่อยู่ในน้ำจะได้รับแรงลอยตัวเท่ากับน้ำหนักของน้ำที่มันแทนที่ออกไป

พูดแบบง่ายที่สุดก็คือ เรือจะจมลงในน้ำจนกว่าน้ำที่ถูกเบียดออกไปจะมีน้ำหนักเท่ากับน้ำหนักรวมของเรือ เมื่อแรงลอยตัวจากน้ำสมดุลกับน้ำหนักของเรือ เรือก็ลอยอยู่ได้

เหล็กจม แต่ทำไมเรือเหล็กไม่จม

เวลาเห็นเรือลำใหญ่จอดนิ่งอยู่ หรือแม้แต่ตอนมันแล่นแหวกคลื่นไป มันมีความรู้สึกว่าเหล็กพวกนี้ขัดกับสามัญสำนึกของเรานิดหน่อยนะ เพราะความหนาแน่นของเหล็กสูงกว่าน้ำ เวลาเราทำของใช้จากเหล็กตกน้ำ เราก็รู้แน่ ๆ ว่ามันไปอยู่ก้นบ่อ

แต่เรือไม่ได้เป็นเหล็กตันทั้งลำ ตัวเรือถูกสร้างให้มีพื้นที่ว่างขนาดใหญ่อยู่ภายใน รูปทรงที่กว้างและกลวงทำให้เรือสามารถแทนที่น้ำได้มาก แม้จะจมลงไปเพียงบางส่วนก็ตาม

เมื่อคิดรวมทั้งเหล็ก สินค้า เครื่องจักร ผู้โดยสาร และพื้นที่ว่างภายใน ความหนาแน่นเฉลี่ยของเรือทั้งลำจึงต่ำกว่าน้ำในสภาวะที่บรรทุกอย่างเหมาะสม นี่ต่างหากที่ทำให้เหล็กจำนวนมหาศาลลอยอยู่ได้ ไม่ใช่เพราะเหล็กเปลี่ยนคุณสมบัติหรือฝืนกฎธรรมชาติแต่อย่างใด

อากาศภายในเรือจึงมีส่วนช่วยในแง่ที่ทำให้เรือมีปริมาตรมากโดยไม่เพิ่มน้ำหนักมากนัก แต่พระเอกตัวจริงยังคงเป็นแรงลอยตัวที่เกิดจากน้ำซึ่งถูกตัวเรือแทนที่ออกไป

ยิ่งบรรทุกหนัก เรือยิ่งจมลึก

เวลาดูเรือขนส่งตู้คอนเทนเนอร์ทีละนับพันตู้ ยิ่งน่าทึ่งเข้าไปใหญ่ว่าเขาคำนวณกันยังไงให้เรือยังรักษาระดับการลอยตัวได้ตลอดเส้นทาง

หลักการพื้นฐานคือ เมื่อใส่ของลงไปมากขึ้น น้ำหนักรวมของเรือก็เพิ่มขึ้น เรือจึงต้องจมลึกกว่าเดิมเพื่อแทนที่น้ำให้ได้มากพอ จนกระทั่งน้ำหนักของน้ำที่ถูกแทนที่กลับมาเท่ากับน้ำหนักรวมของเรืออีกครั้ง

แต่คำว่า “ลอยได้” กับ “ลอยอย่างมั่นคงและปลอดภัย” ไม่ได้หมายถึงเรื่องเดียวกันเสียทีเดียว การกระจายน้ำหนักสินค้ามีผลต่อจุดศูนย์ถ่วงและความมั่นคงของเรือ หากวางของหนักสูงเกินไปหรือกระจุกอยู่ด้านใดด้านหนึ่ง เรืออาจเอียงและรับมือกับคลื่นได้แย่ลง

เรือจึงมีทั้งการวางแผนตำแหน่งสินค้า การควบคุมระดับกินน้ำลึก และถังบัลลาสต์สำหรับรับหรือระบายน้ำเพื่อช่วยปรับสมดุล ทริม และความมั่นคงของเรือ ระบบเหล่านี้ไม่ได้สร้างแรงวิเศษมาพยุงเรือ แต่ช่วยให้เรืออยู่ในสภาพที่ลอยและเดินทางได้อย่างปลอดภัยมากขึ้น

ถ้าน้ำเข้าเรือ ทำไมจึงอันตราย

เรื่องนี้ทำให้นึกถึงเวลาเราเอาถังเปล่าไปคว่ำลงในน้ำแล้วพยายามกดลงไป เราจะรู้สึกได้เลยว่ามีแรงต้านคอยดันถังกลับขึ้นมา หรือเวลาเอาลูกบอลเป่าลมกดลงในสระน้ำก็ให้ความรู้สึกคล้ายกัน

เรือเหล็กก็อาศัยแนวคิดพื้นฐานเดียวกัน เพียงแต่ถูกออกแบบซับซ้อนกว่ามากเพื่อให้รับน้ำหนัก รักษาสมดุล และทนต่อแรงจากคลื่นได้

หากตัวเรือเสียหายจนน้ำทะลักเข้าไปแทนที่พื้นที่ว่าง น้ำหนักรวมจะเพิ่มขึ้น ขณะที่ความสามารถในการลอยตัวสำรองลดลง เรือก็จะจมลึกกว่าเดิม ด้วยเหตุนี้เรือจึงมีผนังกั้นและห้องกันน้ำ เพื่อจำกัดไม่ให้น้ำที่รั่วเข้ามากระจายไปทั่วทั้งลำในทันที

อย่างไรก็ตาม ไม่ได้หมายความว่าน้ำเข้าเพียงเล็กน้อยแล้วเรือจะจมทันที สิ่งสำคัญคือปริมาณน้ำ ตำแหน่งที่เสียหาย ความมั่นคงของเรือ และความสามารถในการควบคุมความเสียหายในขณะนั้น

ก็นั่นแหละครับ พอเข้าใจเรื่องแรงลอยตัวและการแทนที่น้ำ เราก็จะเลิกแปลกใจกับน้ำหนักของเหล็กไปเอง เรือไม่ได้เอาชนะกฎธรรมชาติ แต่เป็นตัวอย่างว่ามนุษย์นำกฎฟิสิกส์พื้นฐานมาใช้ได้เก่งแค่ไหน

ครั้งต่อไปที่ได้เห็นเรือลำใหญ่ลอยอยู่กลางทะเล เราอาจไม่ได้มองแค่ว่ามันสวยหรือมหึมาเพียงใด แต่อาจนึกไปถึงน้ำปริมาณมหาศาลที่ตัวเรือกำลังแทนที่อยู่ใต้ผิวน้ำด้วย แล้วคนอื่นล่ะครับ เวลาเห็นเรือเหล็กลำใหญ่ลอยน้ำ เคยคิดเหมือนกันไหมว่ามันมหัศจรรย์เอาเรื่องอยู่เหมือนกัน

SOURCES:

National Museum of the United States Navy — Buoyancy and Density
Smithsonian National Air and Space Museum — Buoyancy
International Maritime Organization — International Code on Intact Stability, 2008

REFERENCES:

https://www.history.navy.mil/content/dam/museums/nmusn/PDFs/Education/Buoyancy and Density.pdf
https://howthingsfly.si.edu/gravity-air/buoyancy
https://wwwcdn.imo.org/localresources/en/KnowledgeCentre/IndexofIMOResolutions/MSCResolutions/MSC.267(85).pdf
⚠ แจ้งเนื้อหาไม่เหมาะสม 
evileyes's profile
มีผู้เข้าชมแล้ว 129 ครั้ง
เขียนโดย evileyes
เป็นกำลังใจให้เจ้าของกระทู้โดยการ VOTE และ SHARE
5 VOTES (5/5 จาก 1 คน)
VOTED: rage555
Hot Topic ที่น่าสนใจอื่นๆ
10 ชื่อ ที่คนไทยใช้มากที่สุด ชื่อเดียวมากถึงหลักแสนคน5 มหาวิทยาลัยไทยที่มีพื้นที่วิทยาเขตกว้างใหญ่ที่สุด แต่ละแห่งมีพื้นที่กี่ไร่?ใบเขียว งวด 1 พ.ย. 69 เผยสูตรคำนวณใหม่ พร้อมแนวทางจากกรอบตัวเลขจังหวัดไหนมีโรงเรียนมัธยมศึกษามากที่สุดในไทย เปิดข้อมูลจำนวนโรงเรียนแต่ละพื้นที่เลขวิ่งสนามบินน้ำ งวด 1 พ.ย. 69 เปิดแนวทางเลขเด่นจากใบเขียนมือ เทียบข้อมูลอีกงวดมีเลขอะไรน่าสนใจทำไมฟ้าผ่าจึงเกิดขึ้น และสถานที่แบบไหนเสี่ยงถูกฟ้าผ่ามากที่สุด? รู้ทันธรรมชาติที่อาจเป็นอันตรายถึงชีวิต10 จังหวัดที่มีประชากรน้อยที่สุดในไทย มีจังหวัดไหนบ้าง? เปิดอันดับจังหวัดคนอยู่น้อยที่หลายคนอาจไม่เคยรู้ส่องเลข สุนารี ราชสีมา เหมาลอตเตอรี่ยกแผง โชว์ชุดเลขสวย 2 ตัว 3 ตัว ลุ้นโชคงวด 1 พฤศจิกายน 25695 จังหวัดไทยที่ชื่อยาว อ่านยาก และชวนให้สะกดผิดชื่อเล่นยอดนิยมของคนไทยแต่ละยุค ชื่อไหนที่พ่อแม่ชอบตั้งให้ลูกมากที่สุดปมเงิน 30 ล้านสะเทือนวงการ! ออยศรีเปิดข้อมูลพยานปริศนา อ้างเส้นทางเงินจากบัญชีมูลนิธิสู่บัญชีส่วนตัว เรื่องนี้ต้องตามต่อ!ผู้เข้าประกวดไอดอลที่กลายเป็นไวรัลด้วยรูปร่างที่โดดเด่น
Hot Topic ที่มีผู้ตอบล่าสุด
5 มหาวิทยาลัยไทยที่มีพื้นที่วิทยาเขตกว้างใหญ่ที่สุด แต่ละแห่งมีพื้นที่กี่ไร่?เปิด 5 มหาวิทยาลัยในประเทศไทย ที่มีจำนวนบุคลากรมากที่สุดปมเงิน 30 ล้านสะเทือนวงการ! ออยศรีเปิดข้อมูลพยานปริศนา อ้างเส้นทางเงินจากบัญชีมูลนิธิสู่บัญชีส่วนตัว เรื่องนี้ต้องตามต่อ!ผู้เข้าประกวดไอดอลที่กลายเป็นไวรัลด้วยรูปร่างที่โดดเด่นเปิด 3 จุดปลูก “เฟื่องฟ้า” ตามฮวงจุ้ย เชื่อเสริมมงคล เรียกทรัพย์เข้าบ้าน
กระทู้อื่นๆในบอร์ด สาระ เกร็ดน่ารู้
5 มหาวิทยาลัยไทยที่มีพื้นที่วิทยาเขตกว้างใหญ่ที่สุด แต่ละแห่งมีพื้นที่กี่ไร่?ทำไมฟ้าผ่าจึงเกิดขึ้น และสถานที่แบบไหนเสี่ยงถูกฟ้าผ่ามากที่สุด? รู้ทันธรรมชาติที่อาจเป็นอันตรายถึงชีวิตจังหวัดไหนมีโรงเรียนมัธยมศึกษามากที่สุดในไทย เปิดข้อมูลจำนวนโรงเรียนแต่ละพื้นที่10 จังหวัดที่มีประชากรน้อยที่สุดในไทย มีจังหวัดไหนบ้าง? เปิดอันดับจังหวัดคนอยู่น้อยที่หลายคนอาจไม่เคยรู้
ตั้งกระทู้ใหม่