flotabilitat d'un submarí

FLOTABILITAT D’UN SUBMARÍ

Els alumnes de 2n d’ESO apliquen el mètode científic

Per què un submarí pot submergir-se i emergir?

1. Comencem amb una pregunta...

“El submarí emergeix perquè té uns dipòsits plens d’aire que el fan surar i es submergeix quan omple d’agua aquests dipòsits”

2. Formulem una hipòtesi...

Un cos menys dens que l’aigua sura, si és més dens, s’enfonsa.

La densitat d’un cos depèn de la seva massa i del seu volum. Un cos amb una massa gran i un volum petit serà molt dens i un cos amb massa petita i volum gran serà poc dens.

El principi d’Arquimedes diu que tot cos submergit en un fluid experimenta una força vertical i cap amunt, anomenada empenyiment (E), igual al pes de fluid que desallotja.

3. Recollim informació...

Un submarí, tot i ser metàl·lic, quan està ple d’aire ocupa un volum molt gran amb una massa relativament petita i la força d’empenyiment de l’aigua farà que suri.

Quan estigui ple d’aigua tindrà el mateix volum i la massa serà molt més gran.

L’empenyiment serà el mateix i no serà suficient per fer surar el submarí.

3. Recollim informació...

4. Experimentem per demostrar la hipòtesi...

Objectiu:

Simularem un submarí que es pugui omplir i buidar d’aire.

Material:

Ampolla d’aigua amb forats als costats i el tap foradat.

Tres canyetes de refresc.

Monedes o peces metàl·liques.

Dues gomes elàstiques. Un globus. Cinta adhesiva.

Construïm el submarí... 1r: Foradar el tap de

l’ampolla. 2n: Unir les canyetes per

aconseguir un tub llarg i fer-lo passar a través del forat del tap de l’ampolla.

3r: Enganxar el globus a l’extrem d’una de les canyetes de refresc amb cinta adhesiva.

4t: Introduir el globus dins de l’ampolla i tapar-la.

5è: Omplir un recipient amb aigua i posar el submarí a dins.

Bufant per la canyeta aconseguim...

...que si el globus està ple d’aire, el submarí es manté a la superfície.

... Mentre que quan el globus es desinfla, l’ampolla s’omple d’aigua, i el submarí s’enfonsa.

Si volem que el submarí torni a la superfície, només hem de tornar a omplir d’aire el globus. Mireu com surt l’aigua pels forats!

Un submarí pot submergir-se i emergir perquè a dins té uns dipòsits que quan estan plens d’aire disminueixen la densitat del cos i quan estan plens d’aigua l’augmenten fent que la força d’empenta els mantingui dins o fora de l’aigua segons volguem.

5. Conclusió:

L'Ictineu II fou un submarí construït per Narcís Monturiol i Estarriol. Fou el primer submarí propulsat a vapor el 2 d'octubre de 1864. 

Quatre compartiments estancs de 8 m3 situats simètricament a banda i banda garantien la flotabilitat del submarí quan aquests estaven buits. Aquests compartiments podien ser inundats a voluntat per tal de submergir-se. Emergir a la superfície s'aconseguia injectant aire als compartiments amb una bomba. Un pes que es desplaçava longitudinalment a través d'un rail permetia mantenir l'horitzontalitat durant la navegació submarina.

L’Ictineu II