Tundub hämmastav, et tohutud ookeanilaevad hoiavad vee peal ja ei vaju. Kui võtate tahke metallitüki ja panete selle vette, siis see vajub kohe ära. Kuid tänapäevased vooderdised on valmistatud ka metallist. Kuidas saaksite seletada nende head ujuvust? Seda, et laeva metallkere suudab veepinnal püsida, selgitab füüsikaseadus.
Miks laev ei vaju
Võime püsida veepinnal on iseloomulik mitte ainult laevadele, vaid ka mõnele loomale. Võtke vähemalt veest strider. See perekonna Hemiptera putukas tunneb end veepinnal enesekindlalt, liikudes mööda seda libisevate liigutustega. See ujuvus saavutatakse tänu sellele, et vesilindri jalgade otsad on kaetud kõvade karvadega, mida vesi ei niisuta.
Teadlased ja leiutajad loodavad, et tulevikus suudavad inimesed luua veesõiduki põhimõttel vees liikuva sõiduki.
Kuid bioonika põhimõtted ei kehti traditsiooniliste laevade kohta. Iga füüsika põhitõdesid tundev laps saab selgitada metallosadest laeva ujuvust. Nagu Archimedese seadus ütleb, hakkab vedelikku sukeldatud kehale mõjuma ujuv jõud. Selle väärtus on võrdne vee kaaluga, mille keha on sukeldamise ajal välja tõrjunud. Keha ei saa uppuda, kui Archimedese jõud on suurem või võrdne keha kaaluga. Sel põhjusel jääb laev veepinnale.
Mida suurem on keha maht, seda rohkem vett see välja tõrjub. Vette kukkunud raudkuul upub kohe ära. Kuid kui rullida see õhukese lehe olekuni välja ja teha sellest pall õõnes, siis jääb selline mahuline struktuur veele, vaid ainult veidi vette.
Metallist nahaga laevad on ehitatud nii, et uputamise ajal tõukab kere väga suure hulga vett. Laeva kere sees on palju õhuga täidetud tühje alasid. Seetõttu osutub anuma keskmine tihedus vedeliku tihedusest palju väiksemaks.
Kuidas hoida paati ujuvana?
Laeva hoitakse vee peal seni, kuni selle nahk on terve ja kahjustamata. Kuid laeva saatus on ohus, kui see peaks auku saama. Vesi hakkab voolama läbi anuma sees oleva naha augu, täites selle sisemisi õõnsusi. Ja siis võib laev hästi uppuda.
Laeva ujuvuse säilitamiseks augu saamisel jagati selle siseruum vaheseintega. Siis väike auk ühes kambris ei ohustanud laeva üldist ellujäämist. Üleujutatud kambrist pumbati pumpade abil vett välja ja nad üritasid auku sulgeda.
Hullem, kui korraga kahjustada sai mitu kambrit. Sel juhul võib laev tasakaalu kaotuse tõttu uppuda.
20. sajandi alguses soovitas professor Krõllov tahtlikult üle ujutatud õõnsuste vastas asuvas laevaosas asuvad kambrid üle ujutada. Samal ajal maandus laev mõnevõrra vees, kuid jäi horisontaalsesse asendisse ega saanud ümbermineku tagajärjel uppuda.
Mereinseneri ettepanek oli nii ebatavaline, et seda eirati pikka aega. Alles pärast Venemaa laevastiku kaotust sõjas Jaapaniga võeti tema idee vastu.
