Peldspēja sālsūdenī salīdzinājumā ar saldūdeni niršanai ar akvalangu

2024 Autors: Cyrus Reynolds | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-02-08 19:32

Priekšmets ir peldošāks sālsūdenī nekā saldūdenī, bet kāpēc? Objekta peldspēju nosaka divi spēki:

Lejupošais spēks: vienāds ar objekta svaru
Spēks augšup: vienāds ar ūdens svaru, ko objekts izspiež (to sauc par Arhimēda principu)

Uz augšu un lejupejošie spēki darbojas pretstatā viens otram. Šo spēku rezultātā objekts vai nu peldēs, nogrims vai paliks karājies ūdenī. Objekta peldspēju var aprakstīt vienā no trim veidiem:

Negatīvi peldošs: Objekta svars ir lielāks par ūdens svaru, ko tas izspiež. Objekts nogrims.
Pozitīvi peldošs: Objekta svars ir mazāks par ūdens svaru, ko tas izspiež. Objekts peldēs.
Neitrāli peldošs: Objekta svars ir tieši vienāds ar ūdens svaru, ko tas izspiež. Objekts paliks piekārts ūdens vidū un nepeldēs un negrims.

Sālsūdens sver vairāk nekā saldūdens

Kubikpēda sālsūdens sver (vidēji) 64,1 mārciņu, savukārt kubikpēda saldūdens sver tikai 62,4 mārciņas. Iemesls tam,svara atšķirība ir tāda, ka sālsūdenī ir izšķīdis sāls.

Sāls izšķīdināšana ūdenī palielina ūdens blīvumu jeb masu uz tilpuma vienību. Kad ūdenim pievieno sāli, tas reaģē ar ūdens molekulām, veidojot polāru saiti ar ūdeni, kas pārkārto sāls un ūdens molekulas ar neparastu efektu:

Kubikcollu sāls, kas pievienota ūdens tilpumam, nepalielinās ūdens tilpumu ne par kubikcollu. Vienkāršots izskaidrojums ir tāds, ka ūdens molekulas cieši saspiežas ap sāls molekulām, saspiežoties ciešāk kopā nekā tad, ja sāls nav klāt. Ja ūdens tilpumam pievieno kubikcollu sāls, ūdens tilpums palielinās par mazāk nekā kubikcollu.

Kubikpēdā sālsūdens ir vairāk molekulu nekā kubikpēdā saldūdens, un tāpēc tā sver vairāk.

Atcerieties, ka Arhimēda princips nosaka, ka uz iegremdētu objektu vērstais spēks ir vienāds ar ūdens svaru, ko tas izspiež. Sālsūdens sver vairāk nekā saldūdens, tāpēc tas iedarbojas uz iegremdētu objektu lielāku augšupvērstu spēku. Objekts, kas izspiež kubikpēdu saldūdens, izjutīs augšupvērstu spēku 62,4 mārciņas apmērā, savukārt tas pats objekts sālsūdenī izjutīs augšupvērstu spēku 64,1 mārciņas apmērā.

Maiņa starp saldūdeni un sālsūdeni

Šajā brīdī ir iespējams veikt dažas vispārīgas prognozes par objekta (vai nirēja) peldspēju, pārvietojot to no saldūdens uz sālsūdeni un otrādi. Apsveriet šādus gadījumus:

Priekšmets, kas neitrāli peldsaldūdens peldēs, ja to ievieto sālsūdenī. Saldūdenī objekta svars ir tieši vienāds ar ūdens svaru, ko tas izspiež, un uz objektu vērstie lejupejošie un augšupējie spēki ir vienādi. Kad objekts tiek pārvietots uz sālsūdeni, tā izspiestā ūdens svars palielināsies un augšup vērstais spēks būs lielāks nekā lejupejošais spēks. Objekts būs pozitīvi peldošs sālsūdenī.
Priekšmets, kas ir neitrāli peldošs sālsūdenī, nogrims, ievietojot to saldūdenī. Sālsūdenī objekta svars ir tieši vienāds ar ūdens svaru. ka tas izbīdās, un augšup un lejup vērstie spēki uz objektu ir vienādi. Kad objekts tiek pārvietots uz saldūdeni, tā izspiestā ūdens svars samazināsies, un uz objektu vērstais lejupejošais spēks būs lielāks nekā spēks uz augšu. Objekts būs negatīvi peldošs saldūdenī.
Priekšmets, kas ir negatīvi vai pozitīvi peldošs sālsūdenī, kļūs negatīvāks, ja to ievietos saldūdenī, taču mēs nevaram paredzēt, vai tas nogrims vai peldēs bez papildu informācijas. Saldūdenī objekts piedzīvos vājāku augšupejošu spēku nekā sālsūdenī, un saldūdenī tas būs mazāk peldošs. Tomēr, lai noteiktu, vai objekts nogrims vai peldēs, ir jāzina precīzs objekta svars un precīzs ūdens svars, ko tas izspiež.
Priekšmets, kas ir negatīvi vai pozitīvi peldošs saldūdenī, kļūs pozitīvāks peldošs, ja to ievieto sālsūdenī, taču mēs nevaram paredzēt, vai tasnogrims vai peldēs bez papildu informācijas. Sālsūdenī objekts piedzīvos spēcīgāku augšupvērstu spēku nekā saldūdenī, un sālsūdenī tas būs peldošāks. Tomēr, lai noteiktu, vai objekts nogrims vai peldēs, ir jāzina precīzs objekta svars un precīzs ūdens svars, ko tas izspiež.

Nirēja svēršana

Ir skaidrs, ka nirējs būs pozitīvāk peldošs sālsūdenī nekā saldūdenī, un viņam būs attiecīgi jāpielāgo savi svars. Nirējam sālsūdenī būs jānes vairāk svara nekā saldūdenī. Svars, kas nirējam jānēsā, būs atkarīgs no dažādiem faktoriem, tostarp viņa ķermeņa masas, aizsardzības pret iedarbību, tvertnes veida, ko viņš nēsā, un niršanas aprīkojumu.

Nirēja svara josta ir tikai neliela daļa no viņa kopējā svara; viņa ķermeņa svars, tvertne un niršanas aprīkojums arī veicina viņa svaru un lejupvērsto spēku uz viņa ķermeni. Ūdenslīdēji, mainot niršanas vietas, bieži pārslēdz hidrotērpus (vai sausos tērpus) un citus ekipējumus, un nirēja augšup vērstais spēks var atšķirties atkarībā no šiem faktoriem, kā arī atkarībā no ūdens veida.

Ir neiespējami paredzēt vajadzīgās svara izmaiņas atsevišķam nirējam, nezinot viņa ūdensizspaidu, kopējo svaru un ūdens sāļumu, kurā viņš ienirs. Vienkāršākais veids, kā nirējs noteikt pareizu svaru, ir veic peldspējas testu ikreiz, kad pārslēdzas starp saldūdeni un sālsūdeni, kā arī ikreiz, kad viņš maina niršanas rīku. Tomēr, ņemot vērāja visi faktori paliek nemainīgi, izņemot ūdens veidu, nirējam, pārejot no saldūdens uz sālsūdeni, var nākties gandrīz dubultot savu svaru vai uz pusi, pārejot no sālsūdens uz saldūdeni.

Papildu apsvērumi

Lai lietas būtu sarežģītākas, sālsūdens sāļums visā pasaulē ir atšķirīgs. Dažas ūdenstilpes var būt sāļākas nekā citas. Protams, nirējs būs pozitīvāk peldošs sāļākā ūdenī. Vidējais sālsūdens kubikpēdas svars ir 64,1 mārciņas, bet Nāves jūrā kubikpēda ūdens sver aptuveni 77,3 mārciņas! Nirējs Nāves jūrā būtu ievērojami peldspējīgāks.

Temperatūra ietekmē arī ūdens blīvumu. Auksts ūdens ir blīvāks par siltu ūdeni. Ūdens maksimālo blīvumu sasniedz aptuveni 39,2 °F, un nirējs, kurš iegrimst ļoti aukstā ūdenī, var pamanīt, ka ir nedaudz negatīvāk peldošs nekā siltākā ūdenī.

Daudzās niršanas vietās nirējam ir jāpārvietojas pa dažādu ūdens temperatūru (termoklīniem) vai dažāda sāļuma slāņiem (haloklīniem). Ūdenslīdējs, kas pārvietojas starp šiem slāņiem, pamanīs izmaiņas savā peldspējā.

Priekšmeti (piemēram, ūdenslīdēji) būs peldošāki sālsūdenī nekā saldūdenī. Lai prognozētu nirēja peldspēju, ir jāzina viņa kopējais svars, ieskaitot rīkus, kā arī ūdens svars, ko viņš izspiež. Ir daudz vieglāk veikt peldspējas pārbaudi pirms niršanas, nekā mēģināt matemātiski noteikt svara daudzumu, kas nirējam jānes. Turklāt ūdenslīdējiem, kuri izmanto alumīnija tvertnes, būs jānosver, lai kompensētutvertnes peldspējas maiņa niršanas laikā; Alumīnija tvertne kļūs peldošāka, kad tā tiks iztukšota.