Gemiler neden batmaz?

362 metre uzunluğunda 66 metre genişliğinde 73 metre yüksekliğinde ve 227 bin ton ağırlığında olan “harmony of the seas” gemisi su yüzeyinde kalabilirken ama ufacık bir taşın suda neden battığını hiç düşündünüz mü?

Arşimet bize bu sorunun cevabını yaklaşık 2250 yıl önce vermiştir. Ve bu cevapta oldukça basit idi. Suyun kaldırma kuvveti.

*Su, kendi yoğunluğundan da az yoğunluğa sahip olan cisimleri, yüzeyine doğru itmektedir. Yoğunluk farklılıklarından ortaya çıkan itme kuvveti etkisiyle cisim yüzmeye başlar. Cismin ağırlığı ile suyun uyguladığı kaldırma kuvveti birbirine eşittir.
*Cismin yoğunluğu, su ile aynı yoğunlukta ise, cismin tamamı suyun içine batar ama dibe çökmez, askıda kalır. Cismin ağırlığı ile suyun uyguladığı kaldırma kuvveti birbirine eşittir.
*Cismin yoğunluğu, sudan fazla ise, cisim dibe çökene kadar batmaya devam eder. Burada cismin ağırlığı, suyun uyguladığı kaldırma kuvvetinden büyüktür.

Gemiler çok ağır taşıtlardır. Ama yoğunlukları suyun yoğunluğundan daha az olacak şekilde tasarlanırlar. Gemiler geniş yapıları ve oyuk yapısı sebebiyle içlerinde çok fazla hava barındırırlar. Toplam yoğunlukları büyük oranda azalır ve böylece suyun yoğunluğundan daha az bir yoğunluğa sahip olur. Bu şekilde gemiler su yüzeyinde kalabilirler. Eğer bu gemimiz su almaya başlarsa, havanın yerine geçen su geminin toplam yoğunluğunu arttıracaktır ve bu sebeple gemi batmaya başlayacaktır.

Gemilerin belirli bir yük taşıma kapasitesi vardır. Gemilere aşırı yükleme yapılırsa, yoğunluğu artar ve dolayısıyla gemi batar. Bazı gemilerin alt kısımlarının üstü farklı bir renk ile boyanır. Böylece geminin aşırı yüklenip yüklenmediği kolayca anlaşılır.

Bu resimde de tatlı su ile tuzlu suyun sıcakta ve soğuktaki yoğunluklarını kıyaslamaktadır. Değişen yoğunluklar birlikte uygulanan kaldırma kuvveti değişir.