Tenggelamnya Titanic pada tahun 1912 bukan sekadar perlanggaran gunung ais; ia sangat berkaitan dengan daya apungan dan struktur kapal. Air yang membanjiri akibat perlanggaran mengurangkan daya apungan, dan akhirnya, kapal itu tidak dapat mengatasi graviti dan tenggelam.
Apakah yang terlintas di fikiran anda apabila anda mendengar perkataan "Titanic"? Ramai orang akan mengingati kisah cinta tragis dua protagonisnya. Walau bagaimanapun, dalam bidang pembinaan kapal, Titanic diingati sebagai bencana maritim paling teruk dalam sejarah, di mana sebuah kapal penumpang berlanggar dengan gunung ais, mengakibatkan kehilangan nyawa yang besar. Insiden ini menjadi topik utama yang membawa kepada pengukuhan peraturan keselamatan kapal penumpang dengan ketara. Jadi bagaimanakah sebuah kapal yang dibina dengan begitu teguh, yang terapung dengan baik di atas air, tenggelam hanya kerana berlanggar dengan gunung ais? Soalan ini boleh dijawab dengan memahami prinsip bagaimana kapal terapung di atas air. Sebelum menerangkan mengapa Titanic karam, saya akan menerangkan terlebih dahulu mengapa kapal terapung di atas air.
Apakah maksud objek terapung di atas air? Ini bermakna daya bersih yang bertindak ke atas objek adalah sifar, menandakan keadaan keseimbangan. Ensiklopedia Naver mentakrifkan keadaan keseimbangan ini sebagai "suatu keadaan di mana daya bertindak ke atas objek, namun objek itu kekal pegun." Di sini, seseorang boleh membuat kesimpulan bahawa selain berat kapal yang diperbuat daripada plat keluli berat, satu lagi kuasa wujud untuk mengimbanginya. Dalam fizik, ini dipanggil daya apungan. Objek yang tenggelam dalam bendalir seperti air atau udara menerima daya daripada bendalir dalam arah graviti yang bertentangan; daya ini dipanggil daya apungan. Dalam erti kata lain, kapal boleh terapung kerana ia berada dalam keadaan keseimbangan di mana magnitud daya graviti (berat kapal itu sendiri) sama dengan magnitud daya apungan yang dihasilkan oleh kapal yang terapung di atas air.
Jadi mengapa kapal yang diperbuat daripada plat besi, yang mempunyai berat yang sama, tidak tenggelam? Konsep utama di sini ialah magnitud daya apungan. Untuk memahami magnitud daya apungan, pertimbangkan anekdot mandian terkenal Archimedes. Archimedes menyedari bahawa berat air yang disesarkan adalah sama dengan daya apungan apabila dia menyedari air ditolak keluar ketika dia memasuki bilik mandi. Ini membolehkan dia menentukan sama ada mahkota diperbuat daripada emas asli. Dalam cerita ini, berat air yang digunakan untuk menjelaskan keapungan ialah hasil daripada isipadu dan ketumpatan. Di sini, isipadu merujuk kepada jumlah objek—plat besi atau kapal—yang terendam dalam bendalir, manakala ketumpatan merujuk kepada kekompakan bendalir yang disesarkan oleh plat besi atau kapal. Ini menunjukkan bahawa daya apungan adalah berkadar dengan kedua-dua isipadu dan ketumpatan. Plat besi mudah tenggelam kerana isipadunya kecil, walaupun mempunyai berat dan ketumpatan air yang sama dengan plat itu sendiri. Sebaliknya, kapal, yang mempunyai berat dan ketumpatan air yang sama seperti plat tetapi isipadu yang lebih besar, mencapai keseimbangan antara daya graviti dan daya apungan, membolehkan ia terapung. Dalam erti kata lain, kerana kapal mempunyai isipadu tenggelam yang besar, daya apungannya secara relatifnya lebih besar daripada plat besi ringkas, membolehkan ia terapung.
Kami telah mengkaji prinsip yang membolehkan kapal terapung di atas air melalui proses sebelumnya. Sekarang, kami akan menerangkan mengapa Titanic, yang terapung dengan baik, tenggelam selepas berlanggar dengan gunung ais. Seperti yang dijelaskan sebelum ini, daya apungan adalah berkadar dengan isipadu yang terendam dalam air. Untuk lebih spesifik, ini merujuk kepada isipadu tertutup yang tenggelam dalam air. “Tertutup” di sini bermaksud permukaan yang bersentuhan dengan air tidak mempunyai lubang atau celah, menghalang air daripada memasuki bahagian dalam objek. Dalam erti kata lain, untuk kapal mendapat daya apungan, air mestilah tidak boleh memasuki bahagian dalamannya. Apabila Titanic berlanggar dengan gunung ais, sebuah lubang telah ditebuk di bahagian kiri hadapan kapal itu. Air mencurah masuk melalui lubang ini, menyebabkan kapal kehilangan sebahagian daripada isipadu tertutupnya. Akibatnya, daya apungan berkurangan. Apabila daya apungan menjadi kurang daripada daya graviti, keseimbangan daya telah hilang, menyebabkan kapal itu tenggelam.
Melalui tenggelamnya kapal Titanic, kami belajar tentang daya apungan. Untuk meringkaskan kandungan sebelumnya: daya apungan ialah daya yang mengimbangi daya graviti yang bertindak ke atas kapal, membolehkannya terapung di atas air. Magnitudnya sama dengan berat air yang disesarkan, yang berkadar dengan isipadu tenggelam objek dan ketumpatan air. Di sini, isipadu tenggelam merujuk kepada ruang tertutup tanpa sebarang bukaan untuk air masuk. Tenggelamnya Titanic menghantar gelombang kejutan melalui industri pembinaan kapal. Dunia bertindak balas dengan mewujudkan peraturan SOLAS, berusaha untuk meminimumkan jumlah air yang dipindahkan walaupun jika sebuah kapal berlanggar dengan gunung ais. Ini mewakili usaha global untuk mencegah satu lagi tragedi seperti tenggelamnya Titanic.
Tragedi Titanic kekal sebagai peristiwa yang melampaui kisah cinta yang mudah, berfungsi sebagai peringatan tentang kepentingan prinsip saintifik dan teknologi. Ia mengajar kita bahawa kita mesti memahami konsep saintifik yang berkaitan dengan daya apungan objek dan berusaha untuk mencapai pengangkutan maritim yang lebih selamat melalui pemahaman ini.
