물체는 담수보다 바닷물에 더 부력이 있지만 왜 그렇습니까? 물체의 부력은 두 가지 힘에 의해 결정됩니다.

• 하향 력: 물체의 무게와 동일
• 상향 힘: 물체가 이동하는 물의 무게와 동일합니다 (아키 메데스 원리).

상향 및 하향 힘은 서로 반대로 작용합니다. 이러한 힘의 결과로 물체가 부유하거나 가라 앉거나 물에 매달려있게됩니다. 물체의 부력은 다음 세 가지 방법 중 하나로 설명 될 수 있습니다.

• 음의 부력: 물체의 무게가 물체의 무게보다 큽니다. 물체가 가라 앉습니다.
• 양력 부력: 물체의 무게가 물의 무게보다 작습니다. 물체가 뜹니다.
• 중립 부력: 물체의 무게는 물체의 무게와 정확히 같습니다. 물체는 수 중에서 부유 상태를 유지하며 부유하거나 가라 앉지 않습니다.

바닷물은 담수보다 더 무게

1 입방 피트의 해수 무게는 (평균) 64.1 파운드이며, 반면에 3 입방 피트의 담수는 62.4 파운드입니다. 중량 차이의 이유는 소금물에 소금이 녹아 있기 때문입니다.

물에 소금을 녹이면 물의 밀도 또는 부피 단위당 질량이 증가합니다. 소금을 물에 첨가하면 물 분자와 반응하여 물과 극성 결합을 형성하여 소금과 물 분자를 특별한 효과로 재 배열합니다.

부피의 물에 첨가 된 세제곱 인치의 소금은 세제곱 인치만큼 물의 부피를 증가 시키지 않습니다. 간단한 설명은 물 분자가 소금 분자 주위에 단단히 밀착되어 소금이 없을 때보 다 더 가깝게 압착된다는 것입니다. 1 입방 인치의 소금이 1 부피의 물에 첨가 될 때, 물의 부피는 1 입방 인치 미만으로 증가합니다.

1 입방 피트의 해수에는 1 입방 피트의 담수보다 많은 분자가 들어 있으므로 무게가 더 큽니다.

아르키메데스의 원리는 물속에 잠긴 물체의 위로 향하는 힘이 물의 무게와 동일하다는 것을 기억하십시오. 바닷물의 무게는 담수보다 높으므로 침수 된 물체에 더 큰 힘을가합니다. 입방 피트의 담수를 대체하는 물체는 62.4 lbs의 상승력을 경험하는 반면, 바닷물에서 동일한 물체는 64.1 lbs의 상승력을 경험할 것입니다.

담수와 바닷물 사이의 변화

이 시점에서 담수에서 해수로 또는 그 반대로 이동할 때 물체 (또는 다이버) 부력에 대한 일반적인 예측을 할 수 있습니다. 다음과 같은 경우를 고려하십시오.

• 민물에 중성 부력이있는 물체는 바닷물에 넣으면 떠 다니게됩니다. 담수에서 물체의 무게는 물체의 무게와 정확히 동일하며 물체의 아래쪽 및 위쪽 힘은 동일합니다. 물체를 바닷물로 옮기면 물의 무게가 증가하고 상승력이 하향 력보다 커집니다. 물체는 바닷물에 긍정적으로 부력이 생깁니다.
• 바닷물에 중성 부력이있는 물체는 담수에 넣으면 가라 앉습니다. 바닷물에서 물체의 무게는 물체의 무게와 정확히 동일하며 물체의 상하 방향 힘은 동일합니다. 물체를 담수로 옮기면 변위되는 물의 무게가 줄어들고 물체의 하향 힘이 상향 힘보다 커집니다. 담수에서 개체가 부력을 will니다.
• 바닷물에 음 또는 양의 부력이있는 물체는 담수에 넣을 때 더 음의 부력이 될 것입니다. 그러나 우리는 더 많은 정보 없이는 가라 앉거나 떠오르는 지 예측할 수 없습니다. 물체는 바닷물보다 담수에서 상승력이 약하고 담수에서 부력이 덜합니다. 그러나 물체가 가라 앉거나 떠오르는 지 여부를 확인하려면 물체의 정확한 무게와 물의 정확한 무게를 알아야합니다.

• 바닷물에 담그면 담수에서 부정적이거나 긍정적으로 부력이있는 물체는 더 긍정적으로 부력을 가지게되지만 더 자세한 정보 없이는 가라 앉거나 떠오르게 될지 예측할 수 없습니다. 물체는 담수보다 바닷물에서 더 강한 상승력을 경험할 것이며 바닷물에서 더 많은 부력을 가질 것입니다. 그러나 물체가 가라 앉거나 떠오르는 지 여부를 확인하려면 물체의 정확한 무게와 물의 정확한 무게를 알아야합니다.

스쿠버 다이버에 가중치 부여

다이버가 담수보다 해수에서 더 긍정적 인 부력을 가질 것이며, 그에 따라 자신의 무게를 조정해야한다는 것이 분명합니다. 다이버는 담수로 운반 할 때보 다 바닷물에서 더 많은 무게를 운반해야합니다. 다이버가 운반해야하는 무게는 체질량, 노출 보호, 운반 탱크 유형 및 다이빙 장비를 포함한 다양한 요인에 따라 달라집니다.

다이버의 웨이트 벨트는 총 중량의 작은 비율에 지나지 않습니다. 그의 체중, 탱크 및 다이브 기어는 또한 그의 체중 및 그의 몸에 대한 하향 힘에 기여한다. 다이버는 다이빙 위치를 변경할 때 종종 잠수복 (또는 드라이 슈트) 및 기타 장비를 전환하며 다이버의 상승력은 이러한 요인 및 물 유형에 따라 달라질 수 있습니다.

다이버가 자신의 물 변위, 총 중량 및 다이빙 할 물의 염도를 알지 못하면 개별 다이버에 필요한 무게 변화를 예측하는 것은 불가능합니다. 다이버가 적절한 가중치를 결정하는 가장 쉬운 방법은 언제든 부력 테스트를 수행하는 것입니다. 담수와 바닷물 사이를 전환하고 다이빙 장비를 교체 할 때마다 그러나 물 유형을 제외하고 모든 요소가 동일하게 유지되는 경우 다이버는 담수에서 바닷물로 이동할 때 무게를 거의 두 배로 늘리거나 소금에서 담수로 변경할 때 반으로 줄여야 할 수 있습니다.

추가 고려 사항

문제를 더 복잡하게하기 위해 소금물의 염도는 전 세계적으로 다양합니다. 일부 수역은 다른 수역보다 짠맛이 있습니다. 물론, 다이버는 짠 물에 더 긍정적으로 부력을 줄 것입니다. 1 입방 피트의 해수의 평균 무게는 64.1 파운드이지만 사해에서 3 입방 피트의 무게는 약 77.3 파운드입니다! 사해에서는 다이버가 훨씬 더 부력을 발휘할 것입니다.

온도는 또한 물의 밀도에 영향을 미칩니다. 냉수는 온수보다 밀도가 높습니다. 물은 약 39.2 ° F에서 최대 밀도에 도달하며, 매우 차가운 물에 뛰어든 다이버는 더 따뜻한 물보다 부력이 더 강하다는 것을 알 수 있습니다.

많은 다이빙 장소는 다이버가 다른 수온 (열선) 또는 다른 염분 (할로 선)의 ​​층을 통과하도록 요구합니다. 이 층들 사이에서 움직이는 다이버는 부력의 변화를 알 수 있습니다.

다이버와 같은 물체는 담수보다 바닷물에서 부력이 더 높습니다. 다이버의 부력을 예측하려면 기어를 포함한 총 무게와 변위하는 물의 무게를 알아야합니다. 다이버가 운반해야 할 무게의 양을 수학적으로 결정하는 것보다 다이빙 전에 부력 점검을 수행하는 것이 훨씬 쉽습니다. 또한 알루미늄 탱크를 사용하는 다이버는 다이빙 중 탱크의 부력 변화를 상쇄하기 위해 스스로 무게를 측정해야합니다. 알루미늄 탱크는 비워 질 때 더욱 긍정적 인 부력을 갖게됩니다.