Войти
Нейтральная плавучесть возникает, когда средняя плотность объекта равна плотность жидкости, в которую он погружен, в результате чего выталкивающая сила уравновешивает силу тяжести, которая в противном случае заставила бы объект тонуть (если плотность тела больше, чем плотность жидкости, в которой он погружается) или поднимается (если меньше). Объект с нейтральной плавучестью не утонет и не поднимется.
Баланс сил на объектах с отрицательной, нейтральной и положительной плавучестью 
Нейтрально плавучему дайверу не нужно использовать ласты для поддержания глубины В подводном плавании способность поддерживать нейтральную плавучесть за счет контролируемое дыхание, точное взвешивание и управление компенсатором плавучести - важные навыки. Аквалангист поддерживает нейтральную плавучесть путем непрерывной коррекции, обычно путем контролируемого дыхания, поскольку нейтральная плавучесть является нестабильным состоянием для сжимаемого объекта в жидкости.
Математик Архимед открыл многое из того, как работает плавучесть, более 2000 лет назад. В своих исследованиях Архимед обнаружил, что объект подпитывается силой, равной весу воды, вытесняемой объектом. Другими словами, надувная лодка, которая перемещает 100 фунтов (45 кг) воды, поддерживается тем же весом опоры. Объект, который плавает в воде, известен как обладающий положительной плавучестью. Опускающийся на дно объект имеет отрицательную плавучесть, в то время как объект, который парит на том же уровне в воде, обладает нейтральной плавучестью. Позже ученые обнаружили способы управления плавучестью и разработали такое оборудование, как спасательный жилет, который наполнен сжатым воздухом и помогает снизить среднюю плотность человека, помогая ему плавать и плавать, а также определенное оборудование для дайвинга ( включая подводные лодки и подводные аппараты ), которые имеют воздушные камеры, подобные плавательным пузырям, для регулирования глубины.
Плавучесть важна во многих областях. Лодки, суда и гидросамолеты спроектированы таким образом, чтобы они оставались на плаву. Подводные лодки обладают контролируемой плавучестью, позволяющей им погружаться и подниматься по запросу. Многие объекты были разработаны с учетом плавучести, такие как спасательные средства и понтоны.
Плавучесть необходима для большинства водных видов спорта. Многие пловцы знают, что есть простые способы плавать на поверхности, например, лежа на спине или задерживая дыхание. Плавучесть становится заметной, когда пловец пытается нырнуть на дно бассейна, что может потребовать усилий. Аквалангисты работают со многими проблемами плавучести, так как дайверы должны уметь плавать, парить и тонуть в воде. Аквалангисты часто носят свинцовые утяжелители, чтобы противодействовать положительной плавучести своего тела и снаряжения.
Газы также являются жидкостями, поэтому объекты, плавающие в воздухе, также можно обрезать, чтобы они приобрели нейтральную плавучесть. Воздушный шар, который не опускается и не поднимается, использует более низкую плотность горячего воздуха по сравнению с плотностью окружающего воздуха для создания достаточной тяги вверх, чтобы уравновесить вес корзины и ее содержимого.
Нейтральная плавучесть широко используется при обучении космонавтов при подготовке к работе в условиях микрогравитации космоса. НАСА и Российская космическая программа поддерживают объекты, в которых подходящие стажеры-космонавты взаимодействуют с макетами космического оборудования с помощью аквалангистов. В Лаборатории космических систем Университета Мэриленда резервуар нейтральной плавучести также используется для оценки характеристик прототипов космических роботов.
Когда имеет место нейтральная плавучесть, создается впечатление, что объект / вещество плавает в середине жидкости или где-то между дном и поверхностью.
A Плавательный пузырь рыб контролирует плавучесть, регулируя количество газа в плавательном пузыре, позволяя ему достигать нейтральной плавучести на разной глубине. Когда общая плотность рыбы становится выше или ниже окружающей воды из-за изменения объема плавательного пузыря после подъема или спуска, она может исправить эту разницу с течением времени с помощью физиологического процесса, включающего контролируемое поглощение и удаление газов через кровообращение, жабры и железа, прилегающая к плавательному пузырю.
Человеческий мозг демонстрирует приблизительно нейтральную плавучесть в результате его суспендирования в спинномозговой жидкости. Фактическая масса человеческого мозга составляет около 1400 граммов; однако чистый вес мозга, взвешенного в спинномозговой жидкости, эквивалентен массе 25 граммов. Таким образом, мозг обладает почти нейтральной плавучестью, что позволяет мозгу сохранять свою плотность без ущерба для собственного веса, который может перекрыть кровоснабжение и убить нейроны в нижних отделах.
| Вода | Лед (0 ° C) | Уксус | Соленая вода | Молоко (обезжиренное) |
|---|---|---|---|---|
| 1,00 | 0,917 | 1,01 | 1,03 | 1,033 |
