Et objekt er mer flytende i saltvann enn det er i ferskvann, men hvorfor? Oppdrift av et objekt bestemmes av to krefter:
- Den nedadgående kraften: lik gjenstandens vekt
- Den oppadgående kraften: lik vekten av vannet som objektet fortrenger (dette er kjent som Archimedes 'prinsipp)
Oppadgående og nedadgående krefter jobber i opposisjon til hverandre. Som et resultat av disse kreftene vil objektet enten flyte, synke eller forbli suspendert i vannet. Objektets oppdrift kan beskrives på en av tre måter:
- Negativt oppdrift: Vekten av gjenstanden er større enn vekten av vannet den fortrenger. Objektet vil synke.
- Positivt oppdrift: Vekten av gjenstanden er mindre enn vekten av vannet den fortrenger. Objektet vil flyte.
- Nøytral oppdrift: Vekten til gjenstanden er nøyaktig lik vekten av vannet den fortrenger. Objektet forblir suspendert midt i vannet og vil verken flyte eller synke.
Saltvann veier mer enn ferskvann
En kubikkfot saltvann veier (i gjennomsnitt) 64.1 kg, mens en kubikkfot ferskvann bare veier 62.4 kg. Årsaken til vektforskjellen er at saltvann har salt oppløst i seg.
Å oppløse salt i vann øker vannets tetthet, eller masse per volumenhet. Når salt tilsettes vann, reagerer det med vannmolekylene og danner en polarbinding med vannet som omorganiserer salt- og vannmolekylene med en uvanlig effekt:
En kubikkmeter salt tilsatt til et volum vann vil ikke øke volumet av vann med en kubikkmeter. En forenklet forklaring er at vannmolekylene pakker seg tett rundt saltmolekylene - klemmer seg nærmere hverandre enn de gjør når saltet ikke er tilstede. Når en kubikkmeter salt tilsettes til et volum vann, øker vannvolumet med mindre enn en kubikkmeter.
En kubikkfot saltvann har flere molekyler i seg enn en kubikkfot ferskvann og veier derfor mer.
Husk at Archimedes 'prinsipp sier at den oppadgående kraften på en nedsenket gjenstand er lik vekten av vannet den fortrenger. Saltvann veier mer enn ferskvann, så det utøver en større oppadgående kraft på en nedsenket gjenstand. Et objekt som fortrenger en kubikkfot ferskvann vil oppleve en kraft oppover på 62.4 kg, mens den samme gjenstanden i saltvann vil oppleve en kraft oppover på 64.1 kg.
Bytte mellom ferskvann og saltvann
På dette tidspunktet er det mulig å komme med noen generelle spådommer om en objekts (eller dykkers) oppdrift når den flyttes fra ferskvann til saltvann og omvendt. Vurder følgende tilfeller:
- En gjenstand som er nøytralt flytende i ferskvann vil flyte når den plasseres i saltvann. I ferskvann er vekten av objektet nøyaktig lik vekten av vannet det fortrenger, og de nedadgående og oppovergående kreftene på objektet er like. Når objektet flyttes til saltvann, vil vekten av vannet det fortrenger øke og kraften oppover vil være større enn den nedadgående kraften. Objektet vil være positivt flytende i saltvann.
- En gjenstand som er nøytralt flytende i saltvann vil synke når den plasseres i ferskvann. I saltvann er gjenstandens vekt nøyaktig lik vekten av vannet den fortrenger, og oppover- og nedoverkreftene på objektet er like. Når objektet flyttes til ferskvann, vil vekten av vannet det fortrenger, reduseres, og den nedadgående kraften på objektet vil være større enn kraften oppover. Objektet vil være negativt flytende i ferskvann.
- Et objekt som er negativt eller positivt flytende i saltvann vil bli mer negativt flytende når det plasseres i ferskvann - men vi kan ikke forutsi om det vil synke eller flyte uten mer informasjon. Et objekt vil oppleve en svakere oppadgående kraft i ferskvann enn i saltvann og vil være mindre flytende i ferskvann. For å fastslå om objektet vil synke eller flyte, er det imidlertid nødvendig å vite nøyaktig vekten på objektet og den nøyaktige vekten av vannet det fortrenger.
- Et objekt som er negativt eller positivt flytende i ferskvann vil bli mer positivt flytende når det plasseres i saltvann - men vi kan ikke forutsi om det vil synke eller flyte uten mer informasjon. Et objekt vil oppleve en sterkere oppadgående kraft i saltvann enn i ferskvann, og vil være mer flytende i saltvann. For å fastslå om objektet vil synke eller flyte, er det imidlertid nødvendig å vite nøyaktig vekten på objektet og den nøyaktige vekten av vannet det fortrenger.
Vekter en dykker
Det er klart at en dykker vil være mer oppdrift i saltvann enn i ferskvann, og må justere vektene deretter. Dykkeren må bære mer vekt i saltvann enn han trenger å bære i ferskvann. Mengden vekt dykkeren må bære, vil avhenge av en rekke faktorer, inkludert kroppsmasse, eksponeringsbeskyttelse, type tank han bærer og dykkerutstyr.
En dykkervektbelte er bare en liten prosentandel av totalvekten; kroppsvekt, tank og dykkutstyr bidrar også til vekten og den nedadgående kraften på kroppen. Dykkere bytter ofte våtdrakter (eller tørrdrakter) og annet utstyr når du bytter dykkesteder, og den oppovergående kraften på dykkeren kan variere i henhold til disse faktorene, samt i henhold til vanntypen.
Det er umulig å forutsi den nødvendige vektendringen for en individuell dykker uten å kjenne vannforskyvningen, totalvekten og saltinnholdet i vannet han vil dykke i. Den enkleste måten for en dykker å bestemme riktig vekting er å utføre en oppdriftstest når som helst. bytte mellom ferskvann og saltvann, og når han bytter et stykke dykkutstyr. Imidlertid, med tanke på at alle faktorene forblir de samme bortsett fra vanntypen, kan det hende at en dykker nesten må doble vekten sin når den går fra ferskvann til saltvann eller halvere den når den bytter fra salt til ferskvann.
Ytterligere hensyn
For å gjøre saken mer komplisert, varierer saltholdigheten av saltvann over hele verden. Noen vannmasser kan være saltere enn andre. Selvfølgelig vil en dykker være mer positivt flytende i saltere vann. Gjennomsnittsvekten til en kubikkfot saltvann er 64.1 kg, men i Dødehavet veier en kubikkfot vann omtrent 77.3 kg! En dykker ville være betydelig mer flytende i Dødehavet.
Temperatur påvirker også tettheten av vann. Kaldt vann er tettere enn varmt vann. Vann når sin maksimale tetthet på rundt 39.2 ° F, og en dykker som drar ut i veldig kaldt vann, kan legge merke til at han er litt mer negativt oppdrift enn i varmere vann.
Mange dykkesteder krever en dykker for å bevege seg gjennom lag med forskjellige vanntemperaturer (termokliner) eller lag med forskjellige saltholdigheter (halokliner). En dykker som beveger seg mellom disse lagene vil merke endringer i oppdriften.
Gjenstander (som dykkere) vil være mer flytende i saltvann enn i ferskvann. Forutsi en dykkers oppdrift krever du å vite totalvekten, inkludert utstyr, samt vekten av vannet han fortrenger. Det er mye lettere å utføre en oppdriftskontroll før et dykk enn å prøve å matematisk bestemme hvor mye vekt en dykker skal bære. I tillegg må dykkere som bruker aluminiumstanker, veie seg for å kompensere for oppdrift av tanken under et dykk. en aluminiumstank vil bli mer positiv når den tømmes.