• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Uppumine Titanicuga

22.10.2015 by Kaido Reivelt Leave a Comment

„Titanicu” filmis ütleb Jack Dawson (Leonardo DiCaprio) Rose DeWitt Bukaterile (Kate Winslet), kui ahter hakkab vajuma, et naine oleks valmis ujuma, sest uppuv laevakere tõmbaks nad meresügavikku. Kas see tõmbefenomen tekib ka päriselt? Ja kui, siis miks?

Franco Bagnoli astronoomiaosakond ning keerulise dünaamika uurimiskeskus, Firenze ülikool, Itaalia, franco.bagnoli@unifi.it, DOI: 10.1051/epn/2015205

Tõmme tekib kindlasti. Oma mälestustes [1] kirjeldab Tameichi Hara uppuvast laevast välja hüppamise kogemust ja tekkinud imikeerist. Niisuguse nähtuse olemasolust on juttu ka ühes „Müüdimurdjate” osas [2], kus see efekti ei toimi, ent seal kasutati väikest paati.

In36993_7798sternetist võib leida üldiselt kolme liiki seletusi. Esimese kohaselt pääseb laevas olnud õhk uppumise ajal välja ja vähendab vee tihedust. Teine seletus on see, et laeva tühjadesse ruumidesse sisenev vesi tõmbab inimesed endaga kaasa. Kolmas on seotud viskoosse tõmbeefektiga, mis tekitab vedelikku läbiva keha taha keerise. See on sama efekt, mis keerutab kabrioletiga sõites pikki juuksed vastu nägu. Seda on lihtne ette kujutada, kui puhute käe taga seisva küünla poole (st, muudate taustsüsteemi) või liigutate kätt vees, kus on hõljuvat puru.

Efekt sõltub ka liikuva eseme kiirusest, vähemalt väikeste kiiruste puhul.

Vastavalt Archimedese seadusele on olemas siiski nähtavam efekt, mida üldiselt eiratakse (seotud kuidagimoodi nn tühjusesse imemise efektiga). Kui keegi soovib seda n-ö etendusena esitada, soovitan osta sissejuhatuseks Tubtanicu [3]. Vaja on ka „jäämäge” (mida kasutatakse sissejuhatuses ja viimases ülesandes), läbipaistvat silindrikujulist anumat ja paksu põhjaga (stabiilsuse ja suurema veeväljasurve pärast) klaasi, mille diameeter on umbes pool silindri omast.

36994_7799s

Täitke silinder poolenisti veega ja laske klaasil (meie Titanicul) veepinnal ujuda. Märkige veetase markeriga silindrile ja paluge, et publik valiks ühe kolmest võimalikust vastusest küsimusele „Kui ma lasen klaasil uppuda, siis milline on veetase pärast meie Titanicu põhjavajumist?” (vt joonist). Kas veetase on a) kõrgem kui praegu, b) sama või c) madalam?

Üllataval kombel valivad enamik inimesi minu katses vastuse a, aga katse näitab, et „merepind” on pärast laevahukku madalam (efekt on paremini näha siis, kui klaasi poolt välja tõrjutava vee hulk on suur ja kui silinder on kitsas).

Selgitus eeldab Archimedese seaduse kiiret meenutamist: vedelikus asetsevale kehale mõjuv üleslükkejõud on võrdne selle keha poolt väljatõrjutud vedeliku kaaluga. Üleslükkejõud on võrdne klaasi kaaluga. Kuid kuna klaasi tihedus on suurem, tõrjub see välja rohkem vett, kui tema enda mass on, mis on mõistagi võimalik tänu õhuga täidetud osale. Pärast põhja vajumist tõrjub klaas välja ainult oma ruumalaga võrdse hulga vett ning veetase alaneb. Uppuva laeva puhul tähendab see, et laev kipub ookeani justkui auku kaevama ning ümbritsev vesi täidab selle augu kohe. Kõnealune efekt, nagu ka tõmbeefekt, sõltub uppumise kiirusest, mistõttu on nende kahe vahel raske vahet teha.

Pärast katset võib klaasi eemaldada ja panna silindrisse „jäämäe”, märkida uuesti ära veetaseme ja küsida kõigepealt, mis juhtub veetasemega pärast jää sulamist? Kuna vastuse saamiseks tuleb veidi oodata, on otstarbekas teha see katse etenduse alguses, koguda kokku vastused ja naasta selle teema juurde lõpus.

Ja nüüd viimane ülesanne: asetage golfipall  veeklaasi, kuhu lisage nii palju soola, et pall napilt ujuks. Mis juhtub palliga, kui klaasi lisada mõnd kergemat vedelikku (õli või vedelseepi) [4]? Kas pall a) tõuseb, b) jääb samale kõrgusele või c) upub?

Viited

[1] Tameichi Hara, Japanese Destroyer Captain, Ballantine Books, New York & Toronto, 1961. ISBN 0-345-27894-1.

[2] http://www.discovery.com/tv-shows/mythbusters/videos/sinking-titanic-minimyth.htm.

[3] http://www.amazon.co.uk/Paladone-PP0258-Tubtanic-Bath-Plug/dp/B003Y3Q1GW.

[4] Ülesanne on võetud Veritasiumist https://www.youtube.com/watch?v=C_covjcIcZ4

Ei ole rohkem selle temaatika postitusi.

Filed Under: Füüsika koolis

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in