Neutrální vztlak - Neutral buoyancy

tento článek potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: „Neutrální vztlak“  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Listopad 2020) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Neutrální vztlak nastane, když je průměr objektu hustota se rovná hustotě kapaliny, do které je ponořena, což má za následek vztlaková síla vyvažování síly gravitace to by jinak způsobilo, že se předmět potopí (pokud je hustota těla větší než hustota kapaliny, do které je ponořen) nebo vzroste (pokud je menší). Objekt, který má neutrální vztlak, se ani nepotopí, ani nevstane.

Rovnováha sil na objekty s negativním, neutrálním a pozitivním vztlakem

Neutrálně vznášející se potápěč nemusí kvůli udržování hloubky ploutve

v potápění, schopnost udržovat neutrální vztlak prostřednictvím řízeného dýchání, přesného vážení a řízení kompenzátoru vztlaku je důležitá dovednost. Potápěč udržuje neutrální vztlak kontinuální korekcí, obvykle řízeným dýcháním, protože neutrální vztlak je nestabilní stav pro stlačitelný předmět v kapalině.

Dějiny

Matematik Archimedes objevili mnoho z toho, jak vztlak funguje před více než 2000 lety. Ve svém výzkumu Archimedes zjistil, že předmět je povzbuzován silou rovnající se hmotnosti vody vytlačené objektem. Jinými slovy, nafukovací člun, který vytlačí 45 kilogramů vody, je podpořen stejnou váhou podpory. Objekt, který se vznáší ve vodě, je známý jako bytost pozitivně vztlak. Objekt, který klesá ke dnu, je záporně vznášející se, zatímco předmět, který se vznáší ve vodě na stejné úrovni, je neutrálně vztlak. Vědci později objevili způsoby, jak manipulovat se vztlakem, a vyvinuli zařízení, jako je záchranná vesta, který je naplněn stlačeným vzduchem a pomáhá snižovat průměrnou hustotu člověka, pomáhá při plavání a plavání, stejně jako určité potápěčské vybavení (včetně ponorky a ponorky ), které mají vzduchové komory podobné plavat měchýře k regulaci hloubky.

Použití

Vztlak je důležitý v mnoha oblastech. Lodě, lodě a hydroplány jsou inženýrství způsobem, který zajistí, že zůstanou na hladině. Ponorky mají regulovatelný vztlak, aby se ponořily a vzrostly na požádání. Mnoho objektů bylo vyvinuto s ohledem na vztlak, jako např záchranáři života a pontony.

Vztlak je pro většinu nezbytný vodní sporty. Mnoho plavci vězte, že existují jednoduché způsoby, jak se vznášet na hladině, například ležet na zádech nebo zadržet dech. Vztlak je patrný, když se plavec pokusí ponořit na dno bazénu, což může vyžadovat úsilí. Potápěči pracují s mnoha problémy se vztlakem, protože potápěči musí vědět, jak plavat, viset a potápět se ve vodě. Potápěči často nosí olověná závaží, aby potlačili pozitivní vztlak svých těl a výstroje.

Plyny jsou také kapaliny, a proto mohou být předměty plovoucí ve vzduchu také oříznuty tak, aby neutrálně vznášely. Horkovzdušný balón, který se ani nepotápí, ani nestoupá, využívá nižší hustotu horkého vzduchu ve srovnání s hustotou okolního vzduchu, aby vytvořil dostatečný tah pro vyvážení hmotnosti koše a jeho obsahu.

Simulace mikrogravitace

Při výcviku se ve velké míře využívá neutrální vztlak astronauti v rámci přípravy na práci v EU mikrogravitace prostředí vesmíru. NASA a Ruský vesmírný program udržovat zařízení, ve kterých vhodný astronaut stážisté komunikují s maketou vesmírného hardwaru za pomoci potápěčů. Na univerzitě v Marylandu Laboratoř vesmírných systémů, obdobně se k hodnocení výkonu prototypů vesmírných robotů používá neutrální vztlak.

Vlastnosti

Když probíhá neutrální vztlak, vypadá to, že předmět / látka se vznáší uprostřed kapaliny nebo někde mezi dnem a povrchem.

Vzhled v přírodě

A Ryba je plynový měchýř řídí vztlak nastavením množství plynu v plaveckém močovém měchýři, což mu umožňuje dosáhnout neutrálního vztlaku v různých hloubkách. Když se celková hustota ryby zvýší nebo sníží než okolní voda v důsledku změny objemu plaveckého měchýře po výstupu nebo sestupu, může tento rozdíl v průběhu času napravit fyziologickým procesem zahrnujícím řízenou absorpci a eliminaci plynů prostřednictvím krevního oběhu, žábry a žláza přiléhající k plaveckému měchýři.

Lidský mozek vykazuje přibližně neutrální vztlak v důsledku jeho zavěšení v mozkomíšní mok. Skutečná hmotnost lidského mozku je asi 1400 gramů; čistá hmotnost mozku zavěšeného v mozkomíšním moku je však ekvivalentní hmotnosti 25 gramů. Mozek tedy existuje v téměř neutrálním vztlaku, který mu umožňuje udržovat jeho hustotu, aniž by byl narušen svou vlastní hmotností, což by přerušilo přívod krve a zabíjelo neurony v dolních částech.

Hustota každodenních látek (vg / cm³)

Viz také

• Vztlak - Síla nahoru, která působí proti hmotnosti předmětu ponořeného do tekutiny
• Simulace neutrálního vztlaku jako výcviková pomůcka - Výcvik astronautů v neutrálním vztlakovém prostředí
• Kategorie: Zařízení pro neutrální vztlak

Reference