यह आश्चर्यजनक लगता है कि विशाल समुद्री जहाज तैरते रहते हैं और डूबते नहीं हैं। यदि आप धातु का कोई ठोस टुकड़ा लेकर पानी में डाल दें तो वह तुरंत डूब जाएगा। लेकिन आधुनिक लाइनर भी धातु से बने होते हैं। आप उनकी अच्छी उत्प्लावकता की व्याख्या कैसे कर सकते हैं? तथ्य यह है कि जहाज की धातु की पतवार पानी की सतह पर रहने में सक्षम है, इसे भौतिकी के नियमों द्वारा समझाया गया है।
जहाज क्यों नहीं डूबता
पानी की सतह पर रहने की क्षमता न केवल जहाजों की, बल्कि कुछ जानवरों की भी विशेषता है। कम से कम एक वाटर स्ट्राइडर लें। हेमिप्टेरा परिवार का यह कीट पानी की सतह पर आत्मविश्वास महसूस करता है, इसके साथ-साथ फिसलने वाली गति के साथ आगे बढ़ता है। यह उछाल इस तथ्य के कारण प्राप्त किया जाता है कि पानी के तार के पैरों की युक्तियाँ कठोर बालों से ढकी होती हैं जो पानी से भीगी नहीं होती हैं।
वैज्ञानिकों और अन्वेषकों को उम्मीद है कि भविष्य में मनुष्य एक ऐसा वाहन बनाने में सक्षम होंगे जो वाटर स्ट्राइडर के सिद्धांत के अनुसार पानी पर चलेगा।
लेकिन बायोनिक्स के सिद्धांत पारंपरिक जहाजों पर लागू नहीं होते हैं। भौतिकी की मूल बातों से परिचित कोई भी बच्चा धातु के पुर्जों से बने जहाज की उछाल की व्याख्या कर सकता है। जैसा कि आर्किमिडीज का नियम कहता है, एक तरल में डूबे हुए शरीर पर एक उत्प्लावक बल कार्य करना शुरू कर देता है। इसका मान विसर्जन के दौरान शरीर द्वारा विस्थापित पानी के भार के बराबर होता है। यदि आर्किमिडीज का बल पिंड के भार से अधिक या उसके बराबर हो तो पिंड डूब नहीं सकता। इस कारण जहाज तैरता रहता है।
शरीर का आयतन जितना बड़ा होता है, उतना ही अधिक पानी वह विस्थापित करता है। पानी में गिराई गई लोहे की गेंद तुरंत डूब जाएगी। लेकिन अगर आप इसे एक पतली शीट की अवस्था में रोल करते हैं और इसके अंदर से एक गेंद को खोखला बनाते हैं, तो ऐसा वॉल्यूमेट्रिक स्ट्रक्चर पानी पर रहेगा, इसमें थोड़ा डूबा रहेगा।
धातु की चमड़ी वाले बर्तन इस प्रकार बनाए जाते हैं कि जलमग्न होने पर पतवार बहुत अधिक मात्रा में पानी को विस्थापित कर देता है। जहाज के पतवार के अंदर हवा से भरे कई खाली क्षेत्र हैं। अत: पात्र का औसत घनत्व द्रव के घनत्व से बहुत कम निकलता है।
नाव को कैसे प्रफुल्लित रखें?
एक जहाज को तब तक बचाए रखा जाता है जब तक कि उसकी त्वचा बरकरार और क्षतिग्रस्त न हो। लेकिन जहाज की किस्मत खतरे में पड़ जाएगी, अगर उसमें छेद हो जाए। बर्तन के अंदर की त्वचा में छेद से पानी बहना शुरू हो जाता है, जिससे इसकी आंतरिक गुहाएं भर जाती हैं। और तब जहाज अच्छी तरह से डूब सकता है।
छेद प्राप्त करने पर पोत की उछाल को बनाए रखने के लिए, इसके आंतरिक स्थान को विभाजनों द्वारा विभाजित किया गया था। तब डिब्बों में से एक में एक छोटा सा छेद पोत की सामान्य उत्तरजीविता के लिए खतरा नहीं था। पानी को पंपों की मदद से डिब्बे से बाहर निकाला गया, जो पानी भर गया था, और उन्होंने छेद को बंद करने की कोशिश की।
इससे भी बदतर अगर एक साथ कई डिब्बे क्षतिग्रस्त हो गए। ऐसे में संतुलन बिगड़ने से जहाज डूब सकता है।
20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, प्रोफेसर क्रायलोव ने जहाज के उस हिस्से में स्थित डिब्बों को जानबूझकर बाढ़ने का सुझाव दिया जो बाढ़ वाले गुहाओं के विपरीत हैं। उसी समय, जहाज कुछ हद तक पानी में उतरा, लेकिन एक क्षैतिज स्थिति में रहा और रोलओवर के परिणामस्वरूप डूब नहीं सका।
मरीन इंजीनियर का प्रस्ताव इतना असामान्य था कि इसे लंबे समय तक नजरअंदाज किया गया। जापान के साथ युद्ध में रूसी बेड़े की हार के बाद ही उनके विचार को अपनाया गया था।
