Gemiler neden batmaz?
Yaz aylarında deniz kenarına yüzmeye gittiğinizde en sevdiğiniz oyunlardan biri olan “taş kaydırmaca”, taşı suyun üzerinde ne kadar sektirirseniz sektirin taşın suyun dibine batmasıyla son bulacaktır. Ancak küçük bir taş parçası dahi suyun üzerinde duramayarak batarken, nasıl oluyorda tonlarca ağırlığında çelikten yapılan metrelerce yüksekliğe sahip gemiler batmadan suyun üzerinde durabiliyor?
Burada devreye kuşkusuz bilim girmektedir ve bu aşamada gemilerin batmamasına neden olan da, suyun kaldırma kuvvetidir. Suyun kaldırma kuvveti sözü daha önce duyulmuş olsa dahi, bunun tam olarak nasıl olduğu da çoğu insan için büyük bir soru işaretinden ibarettir. Suyun kaldırma kuvveti, sahip olduğu yoğunluktan kaynaklanır ve yoğunluğu kendisinden ağır olan cisimleri batırır.
Yapılan ölçümler sonucu suyun kaldırma kuvvetinin yaklaşık olarak 1 gr./cm3 olduğu saptanmıştır. Bu hesaba göre yoğunluğu santimetre küp başına 1 gramdan az olan tüm cisimler, suyun yüzeyinde batmadan durabilmektedir. Burada ayrıca suyun üzerinde kalma tabirine, eşit oranda batarak yüzeyde kalma kavramının da eklendiği unutulmamalıdır. Cismin bir kısmı suyun içindeyken, kalan kısmı suyun yüzeyinde kalıyorsa da o cisim batmıyor demektir.
Çoğu insan çelik gibi yoğunluğu çok fazla olan metallerden yapılan gemilerin bu anlatıma göre batması gerektiğini düşünse de, bu aşamada da devreye toplam yoğunluk girmektedir. Gemilerin üretiminde kullanılan metal materyallerin yoğunlukları her ne kadar sudan ağır olsa da, geminin toplam yoğunluğu sudan az olduğu için batmadan su üzerinde kalabilmektedir. Gemilerin tasarlanırken geniş bir şekilde dizayn edilmesi, aslında geminin yüzebilmesini sağlamak yani toplam yoğunluğun azaltılması içindir.
Gemiler geniş yapıları nedeniyle içlerinde çok fazla hava barındırdığından, toplam yoğunlukları büyük oranda azalır ve böylece suyun yoğunluğunun altına inebilir. Geminin içerisinde bulunan havanın düşük yoğunluğu, üretimde kullanılan yüksek yoğunluklu metaller ile toplanarak ortalama değer hesaplandığında elde edilen sonuç; suyun yoğunluğunun altındadır. Gemide oluşan hasar nedeniyle su almaya başlaması durumunda batması da, geminin yoğunluğunu düşüren hava yerine içeriye su dolması ve geminin artan toplam yoğunluğu sebebiyle gerçekleşmektedir.