Buoyancy sa S alt Water vs Fresh Water para sa Scuba Diving

2024 May -akda: Cyrus Reynolds | [email protected]. Huling binago: 2024-02-09 11:06

Ang isang bagay ay mas buoyant sa tubig-alat kaysa sa tubig-tabang, ngunit bakit? Natutukoy ang buoyancy ng isang bagay sa pamamagitan ng dalawang puwersa:

Ang pababang puwersa: katumbas ng bigat ng bagay
Ang pataas na puwersa: katumbas ng bigat ng tubig na inilipat ng bagay (ito ay kilala bilang Prinsipyo ni Archimedes)

Ang pataas at pababang puwersa ay gumagana sa pagsalungat sa isa't isa. Bilang resulta ng mga puwersang ito, ang bagay ay lulutang, lulubog, o mananatiling nakasuspinde sa tubig. Maaaring ilarawan ang buoyancy ng bagay sa isa sa tatlong paraan:

Negatively Buoyant: Ang bigat ng bagay ay mas malaki kaysa sa bigat ng tubig na inilipat nito. Ang bagay ay lulubog.
Positively Buoyant: Ang bigat ng bagay ay mas mababa sa bigat ng tubig na inilipat nito. Lutang ang bagay.
Neutrally Buoyant: Ang bigat ng bagay ay eksaktong katumbas ng bigat ng tubig na inilipat nito. Ang bagay ay mananatiling nakasuspinde sa gitna ng tubig at hindi lulutang o lulubog.

Ang Tubig na Asin ay Mas Tumimbang kaysa sa Sariwang Tubig

Ang isang cubic foot ng tubig-alat ay tumitimbang (sa average) 64.1 lbs, habang ang isang cubic foot ng sariwang tubig ay tumitimbang lamang ng 62.4 lbs. Ang dahilan para saAng pagkakaiba sa timbang ay ang tubig-alat ay may asin na natunaw dito.

Ang pagtunaw ng asin sa tubig ay nagpapataas ng density ng tubig, o mass sa bawat unit ng volume. Kapag ang asin ay idinagdag sa tubig, ito ay tumutugon sa mga molekula ng tubig, na bumubuo ng isang polar bond sa tubig na muling nagsasaayos sa mga molekula ng asin at tubig na may hindi pangkaraniwang epekto:

Ang isang cubic inch ng asin na idinagdag sa isang volume ng tubig ay hindi tataas ang volume ng tubig ng isang cubic inch. Ang isang simplistic na paliwanag ay ang mga molekula ng tubig ay nakabalot sa kanilang mga sarili nang mahigpit sa paligid ng mga molekula ng asin-magiging mas malapit nang magkasama kaysa sa ginagawa nila kapag ang asin ay wala. Kapag ang isang cubic inch ng asin ay idinagdag sa isang volume ng tubig, ang volume ng tubig ay tataas ng mas mababa sa isang cubic inch.

Ang isang cubic foot ng tubig-alat ay may mas maraming molekula sa loob nito kaysa sa isang cubic foot ng sariwang tubig at, samakatuwid, mas tumitimbang.

Tandaan na ang Prinsipyo ni Archimedes ay nagsasaad na ang pataas na puwersa sa isang nakalubog na bagay ay katumbas ng bigat ng tubig na inilipat nito. Ang tubig-alat ay mas matimbang kaysa sa sariwang tubig, kaya ito ay nagdudulot ng mas malaking puwersang paitaas sa isang nakalubog na bagay. Ang isang bagay na nagpapalipat-lipat ng isang cubic foot ng sariwang tubig ay makakaranas ng pataas na puwersa na 62.4 lbs, samantalang ang parehong bagay sa tubig-alat ay makakaranas ng pataas na puwersa na 64.1 lbs.

Pagbabago sa Pagitan ng Fresh Water at S alt Water

Sa puntong ito, posibleng gumawa ng ilang pangkalahatang hula tungkol sa buoyancy ng isang bagay (o isang diver) kapag inilipat mula sa sariwa patungo sa maalat na tubig at kabaliktaran. Isaalang-alang ang mga sumusunod na kaso:

Isang bagay na neutrally buoyant inlulutang ang sariwang tubig kapag inilagay sa tubig-alat. Sa sariwang tubig, ang bigat ng bagay ay eksaktong katumbas ng bigat ng tubig na inililigaw nito, at ang pababa at pataas na puwersa sa bagay ay pantay. Kapag ang bagay ay inilipat sa tubig-alat, ang bigat ng tubig na inilipat nito ay tataas at ang pataas na puwersa ay mas malaki kaysa sa pababang puwersa. Ang bagay ay magiging positibong buoyant sa tubig-alat.
Ang isang bagay na neutrally buoyant sa tubig-alat ay lulubog kapag inilagay sa sariwang tubig. Sa tubig-alat, ang bigat ng bagay ay eksaktong katumbas ng bigat ng tubig na ito ay lumilipat, at ang pataas at pababang pwersa sa bagay ay pantay. Kapag ang bagay ay inilipat sa sariwang tubig, ang bigat ng tubig na inilipat nito ay bababa, at ang pababang puwersa sa bagay ay mas malaki kaysa sa pataas na puwersa. Ang bagay ay magiging negatibong buoyant sa sariwang tubig.
Ang isang bagay na negatibo o positibong buoyant sa tubig-alat ay magiging mas negatibong buoyant kapag inilagay sa sariwang tubig-ngunit hindi namin mahuhulaan kung ito ay lulubog o lulutang nang walang karagdagang impormasyon. Ang isang bagay ay makakaranas ng mas mahinang pataas na puwersa sa sariwang tubig kaysa sa tubig-alat at hindi gaanong buoyant sa sariwang tubig. Gayunpaman, para matukoy kung lulubog o lulutang ang bagay, kailangang malaman ang eksaktong bigat ng bagay at ang eksaktong bigat ng tubig na inililigaw nito.
Ang isang bagay na negatibo o positibong buoyant sa sariwang tubig ay magiging mas positibong buoyant kapag inilagay sa tubig-alat-ngunit hindi natin mahuhulaan kung itolulubog o lulutang nang walang karagdagang impormasyon. Ang isang bagay ay makakaranas ng mas malakas na puwersang paitaas sa tubig-alat kaysa sa tubig-tabang, at magiging mas buoyant sa tubig-alat. Gayunpaman, para matukoy kung lulubog o lulutang ang bagay, kailangang malaman ang eksaktong bigat ng bagay at ang eksaktong bigat ng tubig na inililigaw nito.

Pagtitimbang ng Scuba Diver

Malinaw na ang isang maninisid ay magiging mas positibong buoyant sa tubig-alat kaysa siya ay nasa sariwang tubig, at kakailanganing ayusin ang kanyang mga timbang nang naaayon. Ang maninisid ay kailangang magdala ng mas maraming timbang sa tubig-alat kaysa sa kailangan niyang dalhin sa sariwang tubig. Ang dami ng bigat na dapat dalhin ng maninisid ay depende sa iba't ibang salik, kabilang ang bigat ng kanyang katawan, ang kanyang proteksyon sa pagkakalantad, ang uri ng tangke na dinadala niya, at ang kanyang kagamitan sa pagsisid.

Ang weight belt ng isang diver ay maliit na porsyento lamang ng kanyang kabuuang timbang; ang bigat ng kanyang katawan, tangke at kagamitan sa pagsisid ay nag-aambag din sa kanyang timbang at ang pababang puwersa sa kanyang katawan. Ang mga diver ay madalas na nagpapalit ng mga wetsuit (o drysuit) at iba pang gamit kapag nagpapalit ng mga lokasyon ng dive, at ang pataas na puwersa sa diver ay maaaring mag-iba ayon sa mga salik na ito, gayundin sa uri ng tubig.

Imposibleng mahulaan ang kinakailangang pagbabago ng timbang para sa isang indibidwal na maninisid nang hindi nalalaman ang kanyang pag-aalis ng tubig, kabuuang timbang, at ang kaasinan ng tubig na kanyang sasabakin. Ang pinakamadaling paraan para sa isang maninisid upang matukoy ang wastong pagtimbang ay ang magsagawa ng buoyancy test sa tuwing nagpapalipat-lipat sa tubig na sariwa at maalat, at tuwing nagpapalit siya ng isang piraso ng kanyang dive gear. Gayunpaman, ibinigayna ang lahat ng mga kadahilanan ay nananatiling pareho maliban sa uri ng tubig, maaaring kailanganin ng isang maninisid na halos doblehin ang kanyang timbang kapag lumilipat mula sa sariwang tubig patungo sa maalat na tubig o hinahati ito sa kalahati kapag nagbabago mula sa asin patungo sa sariwang tubig.

Mga Karagdagang Pagsasaalang-alang

Upang gawing mas kumplikado ang mga bagay, iba-iba ang kaasinan ng tubig-alat sa buong mundo. Ang ilang anyong tubig ay maaaring mas maalat kaysa sa iba. Siyempre, ang isang maninisid ay magiging mas positibong buoyant sa mas maalat na tubig. Ang average na timbang ng isang kubiko talampakan ng tubig-alat ay 64.1 lbs, ngunit sa Dead Sea, ang isang kubiko talampakan ng tubig ay tumitimbang ng mga 77.3 lbs! Ang isang maninisid ay magiging mas masigla sa Dead Sea.

Nakakaapekto rin ang temperatura sa density ng tubig. Ang malamig na tubig ay mas siksik kaysa sa mainit na tubig. Naabot ng tubig ang pinakamataas nitong density sa humigit-kumulang 39.2° F, at maaaring mapansin ng isang maninisid na nakipagsapalaran sa napakalamig na tubig na siya ay medyo mas negatibong buoyant kaysa sa mas maiinit na tubig.

Maraming dive site ang nangangailangan ng diver na lumipat sa mga layer ng iba't ibang temperatura ng tubig (thermoclines) o mga layer ng iba't ibang salinity (haloclines). Ang isang diver na gumagalaw sa pagitan ng mga layer na ito ay mapapansin ang mga pagbabago sa kanyang buoyancy.

Ang mga bagay (gaya ng mga diver) ay magiging mas buoyant sa tubig-alat kaysa sa sariwang tubig. Ang paghula sa buoyancy ng isang maninisid ay nangangailangan ng pag-alam sa kanyang kabuuang timbang, kabilang ang gear, pati na rin ang bigat ng tubig na kanyang inilipat. Mas madaling magsagawa ng buoyancy check bago ang isang dive kaysa subukang mathematically na matukoy ang dami ng timbang na dapat dalhin ng isang diver. Bilang karagdagan, ang mga diver na gumagamit ng mga tangke ng aluminyo ay kailangang timbangin ang kanilang mga sarili upang mabawi angpagbabago ng buoyancy ng tangke sa panahon ng pagsisid; ang isang tangke ng aluminyo ay magiging mas positibong buoyant habang ito ay walang laman.