Невеликий запит Канальний міст повинен нести більше, коли над ним проходить корабель Quarks - Technik
Від Енея Руша
Середній корабель каналу має довжину близько 100 метрів і ширину 12 метрів. Він часто важить 2000 тонн, включаючи навантаження. Канальний міст повинен нести цю величезну вагу додатково, коли корабель проходить міст?
Слухач Леонардо з Ботропа хотів би це знати. Мале розслідування не могло зважити, але Центр розробки суднових технологій та транспортних систем у Дуйсбурзі знайомий з такими темами. Невеликий запит відвідав експертів.
Міст не відчуває ваги корабля
Корабель важить як 2000 машин. Однак, коли корабель перетинає міст, сам міст не повинен нести цієї величезної ваги: міст не помічає маси корабля.
Архімедівський принцип
Це тому, що корабель плаває. У точці, де знаходиться корабель, більше немає води, корабель відсунув її вбік, рівно стільки, скільки важить. Близько 2000 років тому грецький фізик і математик Архімед із Сіракуз зауважив, що плаваючий об’єкт у воді витісняє стільки води, скільки важить. Цей так званий "Архімедівський принцип" означає для каналу: Корабель вагою 2000 тонн витісняє 2000 тонн води, так що для мосту немає різниці, чи рухається над ним корабель, чи корабель знаходиться десь ще на ділянці каналу.
Рівень води коливається
Отже, скільки повинен нести мост через канал, не враховуючи власну вагу мосту, залежить лише від того, скільки води в каналі. Наприклад, на перехресті водних шляхів Мінден, канал Міттелланд веде через Везер 400-метровим мостом. Канал має звичайні розміри каналу (близько чотирьох метрів у глибину і 40 метрів у ширину), тому міст повинен нести близько 400x40x4 кубічних метрів води, близько 64000 тонн.
Рівень води коливається природним чином: надходить дощ, канал втрачає частину через випаровування; Вітер може штовхати воду і накопичуватися локально, і в процесі блокування - незалежно від напрямку, в якому вона замикається - вода переміщується з верхньої води, верхньої частини каналу, в нижню воду, але залежно від шлюзу це також відкачується назад або Канал поповнюється річками або озерами. Коротше кажучи: Через ці невеликі коливання рівня води канал важить більш-менш місцями і нетривалий час, і, отже, міст повинен нести більше або менше; але це не має нічого спільного з кораблями.
Кораблі створюють хвилі
Власне кажучи, корабель може також вибірково змінювати рівень води: оскільки вода млява, потрібно якийсь час, щоб звільнити місце для корабля і перерозподілитися навколо корабля, і тому кожен корабель штовхає перед собою невелику хвилю, і Вода рухається навколо корабля. Звичайно, це не змінює загальної кількості води: Оком видно, що для компенсації носової хвилі у воді навколо корабля є також западини - невеликі западини, де глибина води менша. В середньому рівень води навколо корабля постійний; і через короткий час вода все одно заспокоїлась.
Міст обтяжений лише затонулим кораблем
Є лише одна ситуація, коли мост через канал повинен мати значну додаткову вагу, коли корабель проходить над ним - і, на щастя, це трапляється вкрай рідко: коли корабель витікає і опускається на дно під час переходу через міст. З фізичної точки зору, в цьому випадку питома щільність корабля змінюється: порожнини, які раніше були заповнені повітрям і забезпечували плавучість, тепер заповнені водою. Отже, судно витісняє менше води, а отже, сила плавучості нижча. Корабель опускається на землю, і міст через канал повинен нести вагу корабля. Мости через канал призначені для таких надзвичайних ситуацій.