Почему спасательные круги делают из пробки, а не из чугуна? Можно ли использовать для этих целей алюминий?

Спасательные круги делают из пробки или других плавучих материалов не случайно. Главная задача спасательного круга — удерживать человека на поверхности воды, поэтому материал, из которого он изготовлен, должен обладать положительной плавучестью, то есть иметь плотность меньше плотности воды.

Разберёмся, почему для этого подходит пробка, но не подходит чугун, и можно ли использовать алюминий.

1. Почему спасательные круги делают из пробки?

Пробка — это лёгкий природный материал, получаемый из коры пробкового дуба. Она имеет ячеистую структуру, в которой содержится большое количество воздуха.

Её преимущества:

• Низкая плотность. Плотность пробки составляет примерно 120–250 кг/м³, тогда как плотность воды — около 1000 кг/м³.

• Хорошая плавучесть. Благодаря малой плотности пробка легко удерживается на поверхности воды и способна поддерживать дополнительный груз.

• Водостойкость. Пробка практически не впитывает воду, поэтому сохраняет свои плавучие свойства даже при длительном нахождении в воде.

• Упругость. Она достаточно хорошо переносит удары и механические воздействия.

Иными словами, пробка позволяет изготовить лёгкий спасательный круг, который способен удерживать человека на воде.

2. Почему нельзя делать спасательные круги из чугуна?

Чугун — тяжёлый металлический сплав на основе железа.

Его плотность составляет примерно 7000–7300 кг/м³, то есть в 7 раз больше плотности воды.

По закону Архимеда на погружённое в воду тело действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им воды.

Поскольку чугун намного плотнее воды, его вес значительно превышает выталкивающую силу. Поэтому сплошное чугунное изделие будет тонуть.

Даже если сделать чугунный круг полым, он получится тяжёлым, неудобным и потенциально опасным для человека, которому нужна помощь. Кроме того, для спасательного средства важны не только плавучесть, но и небольшой вес, удобство захвата и безопасность.

3. Можно ли использовать алюминий?

Алюминий значительно легче чугуна. Его плотность составляет приблизительно 2700 кг/м³. Однако она всё равно почти в 2,7 раза превышает плотность воды.

Поэтому сплошной алюминиевый круг тоже будет тонуть.

Но есть важный нюанс: алюминий можно использовать для изготовления полых герметичных конструкций. Если внутри такой конструкции находится воздух, то её средняя плотность вместе с внутренним объёмом может оказаться меньше плотности воды. В таком случае она будет плавать.

Однако для спасательных кругов алюминий не является подходящим основным материалом: он жёсткий, может деформироваться, имеет острые края при повреждении и не обладает необходимой лёгкостью и удобством плавучего наполнителя.

В современных спасательных кругах чаще применяют пенополиэтилен, пенополиуретан и другие специальные пеноматериалы с закрытыми порами.

4. Сравнение материалов

Вывод

Спасательные круги делают из пробки и других лёгких плавучих материалов потому, что их плотность значительно меньше плотности воды. Благодаря этому круг способен удерживать человека на поверхности.

Из сплошного чугуна или алюминия спасательный круг изготовить нельзя, поскольку оба металла плотнее воды и будут тонуть.

При этом алюминий можно использовать для создания герметичных полых плавучих конструкций, но для изготовления обычных спасательных кругов он значительно менее удобен, чем пробка или современные вспененные полимеры.

Главный физический принцип здесь — закон Архимеда: тело плавает, если выталкивающая сила воды уравновешивает его вес.