Tại sao con tàu rất nặng mà vẫn nổi?

Vì sao những con tàu đồ sộ vẫn có thể lướt nhẹ trên mặt nước

Trái ngược hẳn với trực giác thông thường, những con tàu khổng lồ nặng hàng nghìn tấn lại có thể lướt nhẹ trên mặt nước như thể chúng là những chiếc lá mỏng manh. Bí mật đằng sau khả năng kỳ diệu này nằm ở một nguyên lý vật lý đơn giản: lực đẩy Archimedes.

Lực đẩy Archimedes: Động lực giúp tàu nổi

Nhà khoa học và toán học vĩ đại người Hy Lạp Archimedes đã phát hiện ra nguyên lý mang tên ông vào thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên. Nguyên lý này nêu rằng bất kỳ vật thể nào chìm trong chất lỏng sẽ chịu một lực đẩy hướng lên bằng trọng lượng chất lỏng bị vật thể đó chiếm chỗ. Nói cách khác, nước đẩy tàu lên với một lực bằng trọng lượng của lượng nước mà tàu chiếm chỗ.

Trọng lượng riêng trung bình

Việc một con tàu có nổi hay không phụ thuộc vào trọng lượng riêng trung bình của toàn bộ con tàu, bao gồm cả không gian rỗng bên trong. Trọng lượng riêng là tỷ số giữa trọng lượng và thể tích của vật thể. Nếu trọng lượng riêng trung bình của con tàu nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước, con tàu sẽ nổi.

Dải không gian rỗng tạo nên sự khác biệt

Các con tàu được thiết kế với nhiều dải không gian rỗng bên trong, chẳng hạn như khoang, hầm chứa và các tầng trống. Những không gian rỗng này chứa không khí, có trọng lượng riêng nhỏ hơn đáng kể so với nước. Điều này làm giảm trọng lượng riêng trung bình của toàn bộ con tàu xuống dưới trọng lượng riêng của nước, cho phép chúng nổi lên.

Minh họa thực tế

Hãy tưởng tượng một quả bóng đá nặng khoảng 400 gam được thả vào một bể nước. Quả bóng sẽ chìm xuống đáy vì trọng lượng của nó lớn hơn lực đẩy của nước tác dụng lên nó. Tuy nhiên, nếu chúng ta bơm đầy không khí vào quả bóng, trọng lượng riêng trung bình của nó sẽ giảm xuống và nó sẽ nổi lên mặt nước.

Kết luận

Những con tàu đồ sộ có thể lướt nhẹ trên mặt nước nhờ lực đẩy Archimedes. Trọng lượng riêng trung bình của con tàu, bao gồm cả các không gian rỗng bên trong, nhỏ hơn trọng lượng riêng của nước, tạo ra một lực đẩy hướng lên cân bằng với trọng lượng của con tàu. Nguyên lý này cho phép những chiếc du thuyền sang trọng, tàu chở dầu khổng lồ và thậm chí cả tàu sân bay khổng lồ nổi trên đại dương mênh mông.