Έχετε περιέργεια για το πώς το Icon of the Seas επιπλέει, δεν βυθίζεται ή δεν αναποδογυρίζει μπροστά σε τρικυμιώδη κύματα ή ισχυρούς ανέμους; Μην ανησυχείτε, έχουμε την απάντηση. Από τότε που το μεγαθήριο της Royal Caribbean International τέθηκε σε λειτουργία, οι άνθρωποι έχουν μείνει άναυδοι από το τεράστιο μέγεθος και το ύψος του πλοίου και φυσικά αναρωτιούνται πώς επιπλέει.
Με διαστάσεις 364 μέτρα (1.196 πόδια) επί 48 μέτρα (159 πόδια), το Icon of the seas είναι το μεγαλύτερο κρουαζιερόπλοιο στον κόσμο και διαθέτει επτά (ναι, επτά) πισίνες, καθώς και παγοδρόμιο, προσομοιωτή κυμάτων και πάνω από 40 εστιατόρια, μπαρ και σαλόνια.
Τώρα βέβαια, το πρώτο πράγμα που θα σκεφτόμασταν εσείς ή εγώ όταν βλέπαμε μια φωτογραφία του Icon να πλέει στις επτά θάλασσες είναι λιγότερο πιθανό να είναι δέος και περισσότερο «πώς γίνεται να μένει στην επιφάνεια;».
Πώς επιπλέει;
Ένα βίντεο με την άφιξη του πλοίου σε όλο του το γιγάντιο μεγαλείο στο λιμάνι του Μαϊάμιέκανε τους θεατές να θέσουν το ίδιο ερώτημα.
«Ας μου πει κάποιος πώς καταφέρνει αυτό το πράγμα να επιπλέει», έγραψε ένα άτομο, ενώ ένα άλλο πρόσθεσε: «Πώς στο διάολο επιπλέει αυτό το πράγμα;». Έχετε περιέργεια για το πώς το Icon of the Seas δεν βυθίζεται ή δεν αναποδογυρίζει μπροστά σε τρικυμιώδη κύματα ή ισχυρούς ανέμους;
Ένας φοιτητής μηχανικής συνειδητοποίησε ότι ήταν η ώρα του να λάμψει και μοιράστηκε μια σχετικά απλή εξήγηση του νόμου της άνωσης του Αρχιμήδη.
«Το νερό ωθεί το πλοίο προς τα πάνω με μια δύναμη ίση με το βάρος του νερού που σπρώχνει στην άκρη. Επειδή το πλοίο είναι τόσο μεγάλο, σπρώχνει στην άκρη πολύ νερό, δημιουργώντας μια ισχυρή ανοδική δύναμη», έγραψαν και συνέχισαν: «Το πλοίο χρειάζεται μόνο να βυθιστεί λίγο μέσα στο νερό για να επιπλεύσει. Μπορείτε να δείτε την ίσαλο γραμμή – όλα όσα βρίσκονται κάτω από αυτήν σπρώχνουν το νερό από τη μέση, δημιουργώντας την ανοδική δύναμη που το κρατάει στην επιφάνεια.
«Ενώ τμήματα του πλοίου (όπως το κύτος) είναι πολύ πυκνά, η συνολική πυκνότητα ολόκληρου του πλοίου είναι μικρότερη από το νερό λόγω του σχεδιασμού του. Αυτή η χαμηλότερη μέση πυκνότητα είναι που επιτρέπει σε μια τέτοια γιγαντιαία κατασκευή να επιπλέει αβίαστα στο νερό».
Ένα άρθρο από το Cruise Nation αναφέρει ότι ένα μεγάλο πλοίο είναι σε θέση να παραμείνει στην επιφάνεια «εφόσον μπορεί να εκτοπίσει ίση ποσότητα νερού με τη μάζα του».
Μια απλή εξήγηση του νόμου της άνωσης του Αρχιμήδη
Για να κατανοήσουμε γιατί ένα πλοίο επιπλέει θα πρέπει πρώτα να πούμε δύο πράγματα για την αρχή του Αρχιμήδη, η οποία καθορίζει ότι «κάθε σώμα βυθισμένο σε ρευστό δέχεται άνωση ίση με το βάρος του ρευστού που εκτοπίζει».
Μαθηματικά η Άνωση (Α) μπορεί να εκφρασθεί με τον τύπο: Α = ρ g V, όπου:
• ρ: πυκνότητα ρευστού
• g: επιτάχυνση βαρύτητας (9,81m/s^2)
• V: όγκος βυθισμένου σώματος
Το συμπέρασμα είναι ότι όταν το βάρος ενός σώματος είναι μεγαλύτερο από την άνωση που αυτό δέχεται τότε θα βυθιστεί, ενώ σε αντίθετη περίπτωση θα επιπλέει.
Ας δούμε και λίγο αναλυτικά την σημασία της πυκνότητας
Οι περισσότεροι γνωρίζουμε ότι αν ρίξουμε ένα ξύλο στη θάλασσα επιπλέει ενώ αν ρίξουμε ένα μεταλλικό αντικείμενο αυτό μοιραία θα βουλιάξει. Αυτό γίνεται λόγω της πυκνότητας των δύο αντικειμένων. Το ξύλο έχει μικρότερη πυκνότητα από το νερό, το μέταλλο όμως έχει μεγαλύτερη.
Σύμφωνα με όλα τα παραπάνω, για να επιπλεύσει λοιπόν ένα πλοίο καταλαβαίνουμε ότι η πυκνότητα του θα πρέπει να είναι μικρότερη από το νερό. Όταν το πλοίο επιπλέει στο νερό λέμε ότι έχει θετική πλευστότητα, όταν βυθίζεται αρνητική και όταν αιωρείται κάτω από την επιφάνεια του νερού ουδέτερη. Ουδέτερη πλευστότητα έχουν τα υποβρύχια σε κατάδυση.
Η συντριπτική πλειοψηφία των πλοίων στον κόσμο είναι κατασκευασμένα από μέταλλο οπότε γιατί δεν βουλιάζουν;
Δεν βουλιάζουν διότι ένα πλοίο δεν είναι ένα συμπαγές μέταλλο. Ένα πλοίο έχει διάφορους χώρους στους οποίους υπάρχει μέσα αέρας. Η σημασία του αέρα στην περίπτωση αυτή είναι μεγάλη γιατί μειώνει την πυκνότητα του πλοίου. Για να το καταλάβουμε καλύτερα θα πρέπει να πούμε ότι η μέση πυκνότητα του πλοίου είναι ίση με τη συνολική μάζα του προς το συνολικό όγκο του. Όσο δηλαδή αυξάνουμε τον όγκο τόσο μειώνεται η πυκνότητα.
Το συγκεκριμένο κρουαζιερόπλοιο μπορεί να μεταφέρει σχεδόν 10.000 άτομα. Έχει 20 καταστρώματα, το δικό του θαλάσσιο πάρκο, πισίνες, σπα, θέατρα, εμπορικά κέντρα, ακόμη και ένα εσωτερικό καταρράκτη 17 μέτρων.
Το ερώτημα που τίθεται από πολλούς είναι αν ο αέρας θα πρέπει να είναι εγκλωβισμένος κάπου, π.χ. σε ένα αμπάρι. Η απάντηση είναι όχι. Ακόμα και αν το άδειο αμπάρι ή οτιδήποτε άλλο είναι ανοικτό, το πλοίο θα επιπλεύσει. Για να επιπλεύσει λοιπόν το πλοίο στην επιφάνεια του νερού, θα πρέπει αν είναι δυνατόν να εκτοπίσει βάρος υγρού ίσο με το βάρος του, δηλαδή όταν η πυκνότητα του πλοίου θα είναι μικρότερη από αυτή του νερού.
