Funcionamiento de un Submarino Físico
Un submarino es un vehículo en el que los usuarios pueden viajar a grandes profundidades sumergido en el agua. Los submarinos funcionan utilizando el principio de buceo, el cual permite que el submarino aumente y disminuya la presión en su interior para sumergirse o emerger. El submarino también está equipado con motores eléctricos e instrumentos de navegación para moverse cómodamente bajo el mar. Para comprender mejor el funcionamiento de un submarino, hay que estudiar la física que lo gobierna.
Principio de Buceo
El principio de buceo se refiere a la capacidad de un objeto para flotar o sumergirse respectivamente. Según este principio, cuando el objeto experimenta una fuerza ascendente igual a la fuerza gravitatoria, este flota. Por el contrario, cuando se aplica una fuerza adicional asociada a la gravedad, el submarino se sumerge. Esta fuerza adicional se logra al agregar peso adicional al submarino usando balastos. El submarino se sumerge cuando el peso adicional equilibra la fuerza gravitatoria. El proceso inverso es usado para emerger el submarino.
Funcionamiento de los Motores Eléctricos
Los submarinos normalmente están equipados con motores eléctricos, los cuales se utilizan para mover el submarino de forma eficiente. Estos motores tienen circuitos complejos incorporados con controladores programables. Estos controladores se utilizan para regular la cantidad de energía proporcionada a los motores. Los motores pueden funcionar a una velocidad determinada según lo exija el controlador. Esta aceleración, así como la dirección del movimiento, es regulada por estos controladores.
Instrumentos de Navegación
Un submarino necesita contar con circuitos y sensores adecuados para llevar a cabo sus operaciones. Los instrumentos de navegación ayudan a los usuarios a mantenerse en posición y situación adecuadas. Estos se utilizan para proporcionar información sobre la presión, profundidad, orientación, aceleración, temperatura y dirección de movimiento del submarino. Estos se montan en el submarino y se conectan con los controladores para controlar la orientación del submarino.
Características del Submarino
- Resistencia al Agua: El casco de un submarino está diseñado para resistir la presión del agua en grandes profundidades sin deformarse ni romperse.
- Cabina Estanca: La cabina principal del submarino debe ser estanca para que no se filtre agua ni hazañas. Las salidas de la cabina se sellan herméticamente con juntas de neopreno.
- Válvulas de Seguridad: Estas se utilizan para mantener la estabilidad del submarino girando válvulas para regular la presión interior y la temperatura.
- Sistema de Control: Los sistemas de control permiten que el submarino sea guiado con precisión mediante los instrumentos de navegación mentes, ajustando la velocidad de los motores y haciendo ajustes finos de los sistemas de navegación.
Como se puede ver, un submarino físico está formado por una serie de características que permiten que funcione de forma segura, precisa y eficiente. Estas características utilizan la física para obtener el movimiento deseado. Los submarinos ofrecen métodos innovadores de navegación submarina para el descubrimiento de nuevos lugares y aventuras submarinas.
¿Cómo se relaciona un submarino con la fisica?
Como hemos visto en el apartado anterior,los submarinos se rigen por el principio de Arquímedes que dice: todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza vertical y hacia arriba que es igual al peso del líquido desalojado. Esto se basa en la ley de la hidrostática o de la presión de los líquidos que estudia como se comportan los líquidos al aplicar fuerzas externas. De esta manera, la física se relaciona con los submarinos dado que se ocupan de muchos de los principios que los submarinos utilizan para navegar bajo el agua.
¿Cómo funciona un submarino para no hundirse?
Como ya has aprendido, ¡los submarinos se sumergen en aguas profundas o flotan en la superficie del mar utilizando una física simple! Funcionan debido a la flotabilidad. Los submarinos tienen la capacidad de cambiar su densidad y la fuerza de flotación ejercida mediante el uso de válvulas y tanques. Cuando hay más aire en el interior del submarino que en el exterior, el submarino se flota sobre el agua. Si hay más agua que aire en el interior del submarino, entonces el submarino se hunde. Esto se logra ajustando los tanques de lastre en el casco del buque, los cuales se llenan con agua para aumentar la densidad del submarino. Al igual que un submarino, los buques también tienen un sistema de flotabilidad para mantenerse a flote. Si el peso de los materiales a bordo excede el peso del agua desplazada por el submarino, el buque se hunde. Los tanques de lastre pueden ser utilizados para aumentar o disminuir el peso del submarino, lo que permite a los operadores controlar su profundidad.