زیردریایی کوچک بسازید

زیر دریایی کوچک بسازید.

شما این زیردریایی رو درون آکواریوم ماهی آزمایش نکنید با این کار ممکنه به ماهی هاتون صدمه جدی وارد کنید.
مقدمه
زیردریایی‌ها از شگفت ‌انگیزترین اختراعات بشر هستند. طی صدها سال دریانوردان فقط می‌توانستند روی عرشه کشتیها کار کنند. اختراع زیردریایی به انسان اجازه داد تا بتواند همچون موجودات دریایی برای مدت طولانی (ماهها و حتی سالها) در زیر دریا زندگی کند. ما اختراع زیردریاییهای پیشرفته را مدیون مسابقه تسلیحاتی جنگ سرد بین دو ابر قدرت شرق و غرب در قرن بیستم هستیم! دانشمندان برای ساخت و حرکت دادن زیردریاییها از چند قانون استفاده کردند. ما ابتدا به بررسی دو قانون مهم می‌پردازیم:
قانون ارشمیدس
طبق قانون ارشمیدس بر هر جسم (کمی یا کاملا) غوطه‌ور در سیال معادل وزن سیال جابجا شده نیرو وارد می‌شود. همواره وزن جسم بطرف پائین و نیروی شناوری سیال بطرف بالا ظاهر می‌شوند. هرگاه این دو نیرو با هم برابر باشند (مانند کشتی روی دریا) جسم روی سیال شناور خواهد شد و اگر نیروی وزن بیشتر از نیروی شناوری سیال (مانند سنگ در آب) باشد، جسم کاملا در سیال فرو خواهد رفت. چگالی جسم به وزن بر حجم تعریف می‌شود. هرگاه چگالی جسم از چگالی سیال (آب) بیشتر باشد، جسم در سیال فرو خواهد رفت.
قانون بویل
طبق این قانون در دمای ثابت ، حجم و فشار یک سیال رابطه عکس باهم دارند. یعنی هرگاه فشار وارد بر سیال دوبرابر شود، حجم سیال نصف خواهد شد.
برهرجسم داخل سیال ، فشاری به تمام سطح جسم (متناسب با عمق سیال) بطور مساوی وارد می‌شود. هرچه عمق سیال بیشتر باشد، فشار وارد بر جسم نیز بیشتر خواهد شد و طبق قانون بویل حجم آن باید کم شود. برای مثال اگر بالون پر از هوایی را به عمق اقیانوس ببریم، فشار عمق آب باعث کم شدن حجم بالون و متراکم شدن هوای داخل بالون خواهد شد. و برعکس اگر بالون را رها سازیم تا به آسمان برود، چون فشار هوا در ارتفاع کمتر از سطح زمین است، حجم بالون افزایش خواهد یافت. بیایید این قانون را درمورد خطرات غواصی در عمق بررسی کنیم:
هرچه غواص به عمق بیشتری برود، فشار وارد بر بدن و ریه‌های او افزایش می‌یابد. اگر دمای آب را حدود 4 درجه سانتیگراد ثابت در نظر بگیریم، باید حجم ریه‌های غواص کم شود. ولی حجم ریه‌ها کم نمی‌شود و درعوض برای خنثی کردن فشار عمق سیال ، ریه‌ها هوای بیشتری را جذب می‌کنند تا فشار داخل ریه با محیط یکسان شود. در عمق 40 متری حجم هوای فشرده شده درون ریه به 4 برابر سطح آب افزایش می‌یابد که این موضوع می‌تواند باعث پاره شدن رگ‌ها و رسوب نیتروژن در خون و خطر حمله قلبی برای غواص بوجود آورد. به همین دلیل غواص ها نمی توانند برای مدت طولانی در عمق بیشتر از 30 متری شنا کنند.
تاریخچه ساخت زیردریاییها
در زیردریاییهای اولیه از نیروی دست برای حرکت دادن زیر دریایی در اعماق کمک گرفته می‌شد. در سال 1620 شخص بنام ون دربل اولین زیردریایی را ساخت که می‌توانست در عمق 4.5 متری حرکت کند. حجم داخل این زیردریایی بسیار کم بود، بطوریکه فقط یک نفر می‌توانست داخل آن قرار گیرد و برای حرکت دادن آن در عمق به یک فرد بسیار نیرومند نیاز بود تا بتواند پره‌های جلو و فوقانی را بچرخاند. درحدود سال 1770، دیود باشنل زیردریایی را طراحی کرد که می‌توانست به کمک دست و پدالهای پایی حرکت کند.
حدود 30 سال بعد روبرت فولتون ، زیردریایی دیگری ساخت که 3 نفر گنجایش داشت و برای اولین بار ، بالهایی برای تنظیم عمق در زیردریایی تعبیه شد. فولتون سپس تلاش کرد تا زیردریایی دیگری با موتور بخار بسازد. مشکل طراحی این موتورها در آن بود که در زیر آب اکسیژن نبود. بنابراین موتوری طراحی شد که ابتدا آب در سطح آب داخل مخزنی با موتور دیزل (با سوخت گازوئیل) داغ و تبدیل به بخار می‌شد، سپس موتور خاموش می‌شد و زیردریایی به داخل آب شیرجه می‌زد و تا وقتی که بخار داخل مخزن سرد نشده بود، زیردریایی می‌توانست با موتور بخار در عمق دریا حرکت کند.
در سال 1860 زیردریایی دیگری طراحی شد که بطور کامل زیر آب نمی‌رفت و از طریق لوله‌ای که به سطح آب راه داشت، اکسیژن را برای سوخت موتور به داخل زیردریایی مکش می‌کرد. در سال 1904 اولین زیردریایی که با موتور دیزل – الکتریکی کار می‌کرد، در فرانسه ساخته شد. موتورهای دیزل در سطح آب ، باطری‌های الکتریکی را شارژ می‌کردند و سپس زیردریایی در آب فرو می‌رفت. در این هنگام موتور دیزل خاموش می‌شد و موتور الکتریکی به کمک باطریهای شارژ شده ، زیردریایی را حرکت می‌داد.

24

6