Как плавают суда?

Вес предмета заставляет его погружаться в воду. Погружаясь, предмет вытесняет воду. Но если плотность предмета (т. е. его вес относительно размеров) будет меньше плотности воды, которую он вытесняет, то он будет плавать. Этим и объясняется, почему тяжелый деревянный плот может плавать в воде, а маленький камень пойдет ко дну: просто у первого вес распределяется на большую площадь, а у второго вес сконцентрирован в малом объеме.

Суда плавают по этому же принципу. Благодаря воздуху, находящемуся у них внутри, плотность их меньше, чем можно было бы ожидать, судя по внешнему виду. Однако у больших судов, которые служат для перевозки тяжелых грузов, воздуха внутри меньше, если они загружены. В таких судах необходимо следить за тем, чтобы выдерживать пределы грузоподъемности. На корпусе таких судов делаются грузовые ватерлинии, которые показывают, как низко судно может оседать в воде, сохраняя способность к маневрированию.

Пределы грузоподъемности меняются в зависимости от того, по какой воде будет ходить судно: оно может перевозить больший вес в соленой морской воде, у которой плотность выше, чем у пресной воды, и в холодной воде, у которой плотность выше, чем у теплой воды.

Судам необходимо то, что будет их двигать по воде, – двигатель. У небольших судов роль двигателя выполняют люди с веслами. Но силой мускулов невозможно заставить суда двигаться быстро или на большие расстояния. Для этой цели можно использовать ветер (если он, конечно, есть). Для того чтобы в качестве двигателя можно было использовать ветер, у судна должны быть паруса.

Но для больших судов, которые должны ходить на большие расстояния, самым надежным является обычный двигатель.
В зависимости от размера судна могут использоваться различные двигатели – бензиновый, дизельный или паровой. Для работы двигателей в некоторых судах (например, подводных лодках) может использоваться; даже ядерная энергия. Двигатели вращают гребные винты – большие изогнутые лопасти, установленные радиально на центральной ступице.

Эти лопасти отталкивают воду назад, а вода в ответ толкает судно вперед, В процессе вращения гребные винты создай ют также пониженное давление воды в пространстве перед собой; гребной винт – вместе с судном, к которому он прикреплен, – «всасывается» в эту область пониженного давления. (На таком принципе работают также винты, приводящие в движение самолеты.)

Управление судном осуществляется с помощью руля – плоской прямой детали из дерева или металла, которая прикреплена к корме (задней части) судна. Если руль поворачивают, он изменяет направление движения воды вокруг него, вода толкает в обратную сторону, заставляя корму, а постепенно и все судно изменять направление.
Судно вынуждено расталкивать массу воды, через которую движется ее корпус, поэтому суда движутся не очень быстро. Вода, отталкиваемая в одном направлении, всегда оказывает сопротивление.

Суда, предназначенные для быстрого движения – типа быстроходных катеров, – сконструированы таким образом, чтобы они могли плыть как можно выше на воде, благодаря чему можно свести до минимума лобовое сопротивление. Корпус у подобного судна имеет такую форму, благодаря которой он поднимается из воды, когда судно идет на максимальной скорости.