Нейтральная плавучесть - Neutral buoyancy

Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: «Нейтральная плавучесть»  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Ноябрь 2020) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Нейтральная плавучесть происходит, когда средний объект плотность равна плотности жидкости, в которую он погружен, в результате чего подъемная сила уравновешивание силы сила тяжести в противном случае объект мог бы тонуть (если плотность тела больше плотности жидкости, в которую он погружен) или подниматься (если она меньше). Объект с нейтральной плавучестью не утонет и не поднимется.

Баланс сил на объектах с отрицательной, нейтральной и положительной плавучестью

Дайвер с нейтральной плавучестью не нуждается в ластах для поддержания глубины.

В подводное плавание с аквалангом, способность поддерживать нейтральную плавучесть посредством контролируемого дыхания, точного взвешивания и управления компенсатором плавучести является важным навыком. Аквалангист поддерживает нейтральную плавучесть путем непрерывной коррекции, обычно контролируемого дыхания, поскольку нейтральная плавучесть является нестабильным условием для сжимаемого объекта в жидкости.

История

Математик Архимед открыл большую часть того, как работает плавучесть более 2000 лет назад. В своих исследованиях Архимед обнаружил, что объект подпитывается силой, равной весу воды, вытесняемой объектом. Другими словами, надувная лодка, которая перемещает 100 фунтов (45 кг) воды, поддерживается тем же весом опоры. Объект, который плавает в воде, известен как положительно плавучий. Опускающийся на дно объект отрицательно плавучий, в то время как объект, который парит на том же уровне в воде, является нейтрально плавучий. Позднее ученые обнаружили способы управления плавучестью и разработали такое оборудование, как спасательный жилет, который наполнен сжатым воздухом и помогает снизить среднюю плотность человека, помогает плавать и плавать, а также определенное снаряжение для дайвинга (включая подводные лодки и подводные аппараты ) которые имеют воздушные камеры, подобные плавательные пузыри регулировать глубину.

Использует

Плавучесть важна во многих областях. Лодки, корабли и гидросамолеты находятся спроектированный таким образом, чтобы они оставались на плаву. Подводные лодки обладают контролируемой плавучестью, позволяющей им погружаться и подниматься по мере необходимости. Многие объекты были разработаны с учетом плавучести, например спасатели и понтоны.

Плавучесть важна для большинства водные виды спорта. Много пловцы знайте, что есть простые способы плавать на поверхности, например лечь на спину или задержать дыхание. Плавучесть становится заметной, когда пловец пытается нырнуть на дно бассейна, что может потребовать усилий. Аквалангисты работают со многими проблемами плавучести, так как дайверы должны уметь плавать, парить и тонуть в воде. Аквалангисты часто носят свинцовые утяжелители, чтобы противодействовать положительной плавучести своего тела и снаряжения.

Газы также являются жидкостями, поэтому объекты, плавающие в воздухе, также можно обрезать, чтобы они имели нейтральную плавучесть. Воздушный шар, который не опускается и не поднимается, использует более низкую плотность горячего воздуха по сравнению с плотностью окружающего воздуха для создания достаточной тяги, чтобы уравновесить вес корзины и ее содержимого.

Моделирование микрогравитации

Нейтральная плавучесть широко используется в тренировках. космонавты при подготовке к работе в микрогравитация среда космоса. НАСА и Российская космическая программа поддерживать объекты, в которых подходит Стажеры-космонавты взаимодействуют с макетами космической техники с помощью аквалангистов. В Университете Мэриленда Лаборатория космических систем, резервуар нейтральной плавучести аналогичным образом используется для оценки характеристик прототипа космических роботов.

Характеристики

Когда имеет место нейтральная плавучесть, создается впечатление, что объект / вещество плавает в середине жидкости или где-то между дном и поверхностью.

Внешний вид в природе

А рыбы с плавательный пузырь контролирует плавучесть, регулируя количество газа в плавательном пузыре, позволяя ему достигать нейтральной плавучести на разных глубинах. Когда общая плотность рыбы становится выше или ниже окружающей воды из-за изменения объема плавательного пузыря после подъема или спуска, она может исправить эту разницу с течением времени с помощью физиологического процесса, включающего контролируемое поглощение и удаление газов через кровообращение, жабры и железа, прилегающая к плавательному пузырю.

Человеческий мозг демонстрирует приблизительно нейтральную плавучесть в результате его подвешивания в спинномозговая жидкость. Фактическая масса человеческого мозга составляет около 1400 граммов; однако чистый вес мозга, взвешенного в спинномозговой жидкости, эквивалентен массе 25 граммов. Таким образом, мозг обладает почти нейтральной плавучестью, что позволяет мозгу сохранять свою плотность без ущерба для собственного веса, который может перекрыть кровоснабжение и убивать нейроны в нижних отделах.

Плотность бытовых веществ (в г / см³)

Смотрите также

• Плавучесть - Сила, направленная вверх, которая противостоит весу объекта, погруженного в жидкость
• Моделирование нейтральной плавучести в качестве учебного пособия - Обучение космонавтов в условиях нейтральной плавучести
• Категория: Устройства нейтральной плавучести

Рекомендации