Подводниците: как се потапят и изплуват
Как подводницата потъва и изплува с вода и въздух, как вижда със сонар и защо дълбочината е опасна.
Бип-бип! Тук е Робко. Загадка: как огромен метален кораб, тежък колкото стотици камиони, може да потъне нарочно и после да изплува, когато си поиска? Хайде да разкрием тайната!
История от живота
Около 1620 г. холандският изобретател Корнелис Дребел построил една от първите подводници в света. Тя била дървена, покрита с намаслена кожа, и гребците я движели с весла под водата на река Темза в Лондон. Минали повече от 300 години и през 1954 г. в САЩ пуснали на вода „Наутилус“, първата подводница с атомен двигател. Тя можела да стои под водата седмици наред. През 1958 г. „Наутилус“ направила нещо невиждано: преминала под леда на Северния полюс. Екипажът бил под тонове лед, а над тях нямало нито една дупка към въздуха!
Разбери го стъпка по стъпка
- Защо нещата плуват
Водата бута нагоре всичко, което е в нея. Ако предметът е по-лек от същия обем вода, той плува. Ако е по-тежък, потъва. Това открил древногръцкият учен Архимед.
- Баластните резервоари
Подводницата има големи резервоари между двата си корпуса. Когато иска да се потопи, ги пълни с морска вода и става по-тежка. Когато иска да изплува, издухва водата навън със сгъстен въздух и олеква.
- Кормила и витло
Витлото бута подводницата напред. Специални хоризонтални кормила, като малки крилца, я накланят надолу или нагоре, както самолет.
- Как вижда под водата
Под водата е тъмно, затова подводницата „слуша“ със сонар. Той праща звук и чака ехото да се върне, както прилепите и делфините. Близо до повърхността тя може да подаде перископ, тръба с огледала, за да погледне над водата.
- Натискът на дълбочината
Колкото по-надолу отиваш, толкова повече вода те натиска отгоре. На всеки 10 метра дълбочина налягането се увеличава с около една атмосфера. Затова корпусът на подводницата е от много здрава стомана.
Представи си така: Подводницата е като теб в басейна. Когато вдишаш дълбоко, дробовете ти са пълни с въздух и плуваш лесно. Когато издишаш, потъваш по-лесно. Подводницата прави същото, но с вода и въздух в резервоарите.
- 11. На повърхносттаРезервоарите са пълни с въздух, подводницата плува
- 22. ПотапянеОтварят се клапи, влиза морска вода, подводницата натежава
- 33. Под водатаВодата се регулира, за да виси на една дълбочина
- 44. ДвижениеВитлото бута напред, кормилата накланят нагоре или надолу
- 55. ИзплуванеСгъстен въздух изтласква водата, подводницата олеква
- 66. Отново гореИздига се перископът или се отваря люкът
Решени примери
Капитанът иска да се потопи бързо. Какво прави екипажът?
Отварят клапите и пускат морска вода в баластните резервоари. Подводницата натежава и потъва, а кормилата я насочват надолу.
Има авария и трябва да се изплува спешно. Как?
Изстрелват сгъстен въздух в резервоарите. Той изтласква водата, подводницата олеква и изскача нагоре.
На каква дълбочина налягането е 3 атмосфери, като броим и въздуха над морето?
Въздухът дава 1 атмосфера. Трябват още 2, а всяка идва от 10 метра вода. Значи на 20 метра.
Внимавай с тези грешки
- Подводницата потъва, защото изключва двигателя.Тя потъва, защото пълни резервоарите си с вода и става по-тежка. Двигателят само я движи.
- Под водата подводницата гледа през прозорци.Военните подводници нямат прозорци. Те „виждат“ със звук, тоест със сонар.
- Колкото по-дълбоко, толкова по-лесно за подводницата.Колкото по-дълбоко, толкова по-голямо е налягането. Всяка подводница има максимална дълбочина, под която не бива да слиза.
Задачи
Лесни
Пусни в купа с вода празна пластмасова бутилка със затворена капачка. Плува ли? После я напълни с вода и опитай пак. Какво стана?
Подсказка
Въздухът е по-лек от водата.
Отговор
Празната плува, пълната потъва (или почти потъва). Така работят баластните резервоари.
Назови 3 части на подводницата и кажи за какво служи всяка.
Подсказка
Прегледай частите от урока.
Отговор
Например: витло (движи напред), баластни резервоари (потапяне и изплуване), перископ (гледа над водата), сонар (вижда със звук).
Средни
Подводница е на 40 метра дълбочина. Колко атмосфери е налягането там, ако броим и 1 атмосфера от въздуха?
Подсказка
На всеки 10 метра вода се добавя по 1 атмосфера.
Отговор
5 атмосфери (1 от въздуха и 4 от водата).
„Наутилус“ е пусната на вода през 1954 г., а през 1958 г. минава под Северния полюс. Колко години по-късно?
Подсказка
Извади 1954 от 1958.
Отговор
4 години.
Трудни
Защо според теб морската вода носи предметите малко по-добре от водата в реката? Опитай с яйце в чаша с вода и в чаша с много сол (с възрастен).
Подсказка
Сравни колко тежи чаша сладка и чаша солена вода.
Отговор
Солената вода е по-плътна, тоест по-тежка за същия обем, и бута по-силно нагоре. Яйцето в много солена вода изплува.
Измисли подводница за изследване на дълбокото море. Нарисувай я и обясни как ще вижда, как ще се потапя и как екипажът ще диша.
Подсказка
Помисли за тъмнината, налягането и въздуха.
Отговор
Отговорите са различни. Добрият проект има баластни резервоари, сонар или прожектори, здрав корпус и запас от въздух.
Водолаз в бутилка
Цел: Да направиш мини подводница, която потъва и изплува, когато стиснеш бутилката.
- Вземи пластмасова бутилка от 1,5 литра и я напълни догоре с вода.
- Вземи пластмасова пипета (или пакетче кетчуп) и я напълни малко с вода, така че едва да плува.
- Пусни пипетата в бутилката и затвори капачката здраво.
- Стисни бутилката: пипетата потъва. Пусни: изплува.
- Обясни защо: при стискане водата влиза в пипетата, въздухът в нея се свива и тя натежава.
Накрая: Работеща мини подводница и обяснение как баластът я прави тежка или лека.
Тест с точки
10 въпроса, 18 точки, оценка накрая и разбор какво да преговориш.