Flotabilitatea scafandrului

arhimede Flotabilitatea scafandruluiConform principiului lui Arhimede, un corp scufundat într-un fluid este împins pe verticală, de jos în sus, cu o forţă egală cu greutatea volumului de fluid dislocuit. Acest principiu al lui Arhimede este o consecinţă a forţelor de presiune pe suprafaţa oarecare ce mărgineşte corpul dat.

Forţa verticală de împingere în sus a corpului poartă numele de forţă arhimedică, se notează cu A şi are următoarea expresie:

A = ρ • g • W

unde ρ este densitatea fluidului, g – acceleraţia gravitaţională, iar W este volumul de fluid dislocuit.

Prin urmare, asupra unui corp scufundat într-un lichid acţionează două forţe:

                – o forţă verticală dirijată de sus în jos, greutatea corpului, G;

                – o forţă verticală dirijată de jos în sus, forţa arhimedică, A.

Diferenţa dintre forţa arhimedică A şi greutatea corpului G portă numele de flotabilitate, F:

F = A – G

Funcţie de mărimea relativă a celor două forţe, există următoarele situaţii:

- dacă forţa arhimedică este mai mică decât greutatea ( A < G ), flotabilitatea este negativă (F<0), iar corpul capătă o mişcare de coborâre în fluid;

- dacă forţa arhimedică este mai mare decât greutatea ( A > G ), flotabilitatea este pozitivă (F>0), iar corpul se ridică către suprafaţă. După ce corpul ajunge la suprafaţă, acesta va ieşi din apă până când volumul de apă dislocuit va conduce la o forţă arhimedică egală cu greutatea corpului;

- dacă forţa arhimedică este egală cu greutatea (A = G), flotabilitatea este nulă (F = 0), iar corpul are o flotabilitate neutră.

 scafandru Flotabilitatea scafandrului

Ţinând cont de expresia flotabilităţii, corpurile care au densitatea mai mică decât cea a apei, cum ar fi lemnul, neoprenul şi aerul, au o flotabilitate pozitivă, iar cele care au densitatea mai mare decât cea a apei, cum ar fi plumbul, oţelul şi aluminiul, au o flotabilitate negativă.

Corpul omenesc, fără nici un echipament, are o flotabilitate situată în jurul flotabilităţii nule. Aceasta deoarece densitatea medie a corpului uman este apropiată de densitatea mediului acvatic, corpul uman fiind alcătuit în proporţie de 70 % din apă. Cea mai mare parte din oameni au o flotabilitate pozitivă, având posibilitatea de a se menţine în plutire la suprafaţa apei fără efort, iar atunci când pătrund sub apă în scufundare liberă, au tendinţa de a reveni la suprafaţă.

Unii oameni, funcţie de alcătuirea corpului şi de mărimea plămânilor, au o flotabilitate pozitivă naturală mai mare. Grăsimea are o densitate mai mică decât muşchii şi oasele ce alcătuiesc corpul uman şi, de aceea, oamenii graşi au o flotabilitate pozitivă ceva mai mare decât ceilalţi.

Flotabilitatea corpului uman poate fi controlată şi cu ajutorul plămânilor. La o inspiraţie completă, corpul uman are o flotabilitate mai mult decât suficientă pentru a pluti la suprafaţa apei cu faţa afară din apă. Prin urmare, controlând cantitatea de aer din plămâni, omul poate pluti fără efort la suprafaţa apei.

Scafandrul echipat complet, inclusiv cu centura de lestare, trebuie să aibă o flotabilitate apropiată de flotabilitatea nulă, astfel încât el să poată evolua sub apă cu mare uşurinţă. Atunci când flotabilitatea scafandrului echipat este nulă, el se poate deplasa cu efort minim, în toate direcţiile sau poate staţiona, fără a face vreun efort, la adâncimea  dorită. Senzaţia pe care o are un scafandru având flotabilitate nulă este asemănătoare cu aceea pe care o are un astronaut aflat în imponderabilitate.

Ca pentru orice corp imersat, asupra scafandrului aflat sub apă acţionează o forţă de greutate şi o forţă arhimedică. Greutatea este formată din greutatea scafandrului plus greutatea echipamentului. Forţa arhimedică este dată de volumul dislocuit de scafandru cu tot cu echipament.

În timpul scufundării, greutatea suferă o uşoară diminuare pe măsură ce scafandrul consumă aer din butelie. În rest, atâta timp cât scafandrul nu larghează vreo piesă de echipament, greutatea nu va suferi nici o modificare. Forţa arhimedică suferă, de asemenea, o foarte slabă diminuare pe măsură ce scafandrul coboară mai adânc, datorită comprimării bulelor de azot din neopren.

Ţinând cont de aceste considerente, se recomandă ca, la începerea coborârii sub apă, scafandrul echipat să aibă o uşoară flotabilitate negativă ceea ce îi uşurează coborârea, ca o dată ajuns la adâncimea de lucru flotabilitatea să ajungă să fie aproximativ nulă datorită diminuării cantităţii de aer din butelie, iar în timpul urcării către suprafaţă flotabilitatea să devină chiar pozitivă înlesnind astfel urcarea.

Evident, flotabilitatea scafandrului suferă uşoare modificări şi în timpul respiraţiei, datorită modificării forţei arhimedice. Astfel, în timpul inspiraţiei flotabilitatea scafandrului are o uşoară creştere, iar în timpul expiraţiei, flotabilitatea suferă o uşoară diminuare. De aceea, se spune că un scafandru este corect lestat dacă atunci când expiră are o uşoară tendinţă de a coborî, iar atunci când inspiră are tendinţa de a urca uşor.

flotabilitatescafandru Flotabilitatea scafandrului

Scafandrul îşi poate regla flotabilitatea în timpul scufundării prin modificarea forţei arhimedice, cu ajutorul vestei de salvare-compensare.

Atunci când apar probleme sub apă şi scafandrul trebuie să iasă imediat la suprafaţă, acesta trebuie să facă o manevră care să conducă la creşterea flotabilităţii. Acest lucru se poate realiza fie prin micşorarea greutăţii, prin largarea centurii de lestare sau a altui element de echipament, fie prin umflarea vestei de salvare-compensare. Tot prin umflarea vestei de salvare-compensare scafandrul îşi poate asigura flotabilitatea pozitivă suficientă plutirii şi menţinerii fără efort la suprafaţa apei.

Ţinând cont de expresia flotabilităţii, corpurile care au densitatea mai mică decât cea a apei, cum ar fi lemnul, neoprenul şi aerul, au o flotabilitate pozitivă, iar cele care au densitatea mai mare decât cea a apei, cum ar fi plumbul, oţelul şi aluminiul, au o flotabilitate negativă.

Corpul omenesc, fără nici un echipament, are o flotabilitate situată în jurul flotabilităţii nule. Aceasta deoarece densitatea medie a corpului uman este apropiată de densitatea mediului acvatic, corpul uman fiind alcătuit în proporţie de 70 % din apă. Cea mai mare parte din oameni au o flotabilitate pozitivă, având posibilitatea de a se menţine în plutire la suprafaţa apei fără efort, iar atunci când pătrund sub apă în scufundare liberă, au tendinţa de a reveni la suprafaţă.

Unii oameni, funcţie de alcătuirea corpului şi de mărimea plămânilor, au o flotabilitate pozitivă naturală mai mare. Grăsimea are o densitate mai mică decât muşchii şi oasele ce alcătuiesc corpul uman şi, de aceea, oamenii graşi au o flotabilitate pozitivă ceva mai mare decât ceilalţi.

Flotabilitatea corpului uman poate fi controlată şi cu ajutorul plămânilor. La o inspiraţie completă, corpul uman are o flotabilitate mai mult decât suficientă pentru a pluti la suprafaţa apei cu faţa afară din apă. Prin urmare, controlând cantitatea de aer din plămâni, omul poate pluti fără efort la suprafaţa apei.

Scafandrul echipat complet, inclusiv cu centura de lestare, trebuie să aibă o flotabilitate apropiată de flotabilitatea nulă, astfel încât el să poată evolua sub apă cu mare uşurinţă. Atunci când flotabilitatea scafandrului echipat este nulă, el se poate deplasa cu efort minim, în toate direcţiile sau poate staţiona, fără a face vreun efort, la adâncimea  dorită. Senzaţia pe care o are un scafandru având flotabilitate nulă este asemănătoare cu aceea pe care o are un astronaut aflat în imponderabilitate.

flotabilitatescafandru2 Flotabilitatea scafandrului

Ca pentru orice corp imersat, asupra scafandrului aflat sub apă acţionează o forţă de greutate şi o forţă arhimedică. Greutatea este formată din greutatea scafandrului plus greutatea echipamentului. Forţa arhimedică este dată de volumul dislocuit de scafandru cu tot cu echipament.

În timpul scufundării, greutatea suferă o uşoară diminuare pe măsură ce scafandrul consumă aer din butelie. În rest, atâta timp cât scafandrul nu larghează vreo piesă de echipament, greutatea nu va suferi nici o modificare. Forţa arhimedică suferă, de asemenea, o foarte slabă diminuare pe măsură ce scafandrul coboară mai adânc, datorită comprimării bulelor de azot din neopren.

flotabilitatescafandru3 Flotabilitatea scafandrului

Ati gasit centrul nostru de SCUBA diving si scufundari de agrement cautand:

  • legea lui arhimede
  • forta arhimedica
  • teoria lui arhimede
  • arhimede
  • principiul lui arhimede
  • densitatea corpului uman
  • forta lui Arhimede
  • flotabilitate
  • forta arhimede
  • principiul flotabilitatii
Recomanda

Leave a Reply

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

Poți folosi aceste etichete HTML și atribute: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>