MELIHAT kapal kontena atau kapal persiaran dengan berat mencecah puluhan ribu tan terapung atas laut sememangnya menimbulkan persoalan. Logiknya, besi lebih tumpat daripada air, tetapi kenapa kapal tidak terus tenggelam?
Jawapannya terletak pada satu prinsip fizik yang dikenali sebagai Prinsip Archimedes, iaitu daya apungan (buoyant force).
Prinsip Archimedes: Rahsia Sebalik Daya Apungan
Prinsip Archimedes menyatakan, sesuatu objek di dalam cecair akan menerima daya apungan ke atas yang bersamaan berat cecair yang dipindahkan objek tersebut.
Apabila sebuah kapal berada atas air, badannya menolak sejumlah besar air ke tepi. Air yang dipindahkan itu menghasilkan daya ke atas yang menampung berat kapal. Jika daya apungan sama atau lebih besar daripada berat kapal, kapal akan terus terapung.
Fahamkan?
Kenapa Besi Tenggelam, Tapi Kapal Besi Tidak?
Jika anda menjatuhkan seketul besi ke dalam air, objek itu akan tenggelam kerana isipadu kecil, tetapi berat pula tinggi. Ini menyebabkan ketumpatan besi lebih besar daripada ketumpatan air.
Namun sebuah kapal bukan sekadar bongkah besi, kerana rekabentuk badan berongga dan dipenuhi ruang udara.
Walaupun dibuat daripada keluli, isipadu keseluruhan kapal menjadi sangat besar berbanding berat. Akibatnya, ketumpatan purata keseluruhan kapal menjadi lebih rendah daripada ketumpatan air.
Bentuk Badan Kapal Sangat Penting
Rekabentuk badan kapal (hull) memainkan peranan utama dalam memastikan daya apungan mencukupi. Bahagian bawah kapal direka supaya mampu menolak sejumlah besar air tanpa menambah berat berlebihan.
Semakin besar isipadu air dipindahkan, semakin besar daya apungan terhasil. Sebab itulah kapal kargo yang membawa ribuan kontena masih boleh terapung, selagi muatan tidak melebihi had direka jurutera.
Kenapa Kapal Tidak Boleh Bawa Muatan Tanpa Had?
Setiap kapal ada had muatan maksimum, dikenali garis Plimsoll atau Load Line. Tanda itu dicat pada sisi kapal bagi menunjukkan paras maksimum kapal boleh tenggelam ke dalam air dengan selamat.
Jika muatan terlalu berat, kapal akan tenggelam lebih dalam sehingga isipadu air yang dipindahkan tidak lagi mampu menghasilkan daya apungan mencukupi.
Situasi itu boleh meningkatkan risiko kapal dimasuki air, hilang kestabilan atau dalam situasi ekstrem – tenggelam.
Air Laut Lebih Mudah Apungkan Kapal
Anda mungkin perasan, kapal lebih mudah terapung di laut berbanding tasik atau sungai. Ini kerana air laut mengandungi garam yang lebih tumpat daripada air tawar.
Semakin tinggi ketumpatan air, semakin besar daya apungan dihasilkan. Atas sebab itu, kapal akan terapung sedikit lebih tinggi di laut berbanding di sungai atau tasik.
Kapal Besi Boleh Terapung, Tapi Besi Tidak
Walaupun dibuat daripada keluli dengan berat mencecah puluhan atau ratusan ribu tan, kapal mampu terapung kerana gabungan rekabentuk badan berongga, isipadu besar dan Prinsip Archimedes.
Apa yang menentukan sama ada sesuatu objek terapung atau tenggelam bukan semata-mata jenis bahan digunakan, tetapi ketumpatan purata keseluruhan berbanding ketumpatan air.
Sebab itulah kapal gergasi boleh belayar merentasi lautan selama berbulan-bulan, sedangkan seketul besi kecil akan terus tenggelam sebaik saja dijatuhkan ke dalam air.
Capai ketenangan dalam kelajuan, obses dengan sukan ekstrem dan seorang yang senang hafal jalan.
Artikel Berkaitan
