প্রবল সমুদ্রের ঢেউয়ের মাঝেও বড় জাহাজ সহজে উল্টে যায় না - এর পেছনে কাজ করে বিজ্ঞানের সূত্র, জাহাজের অবকাঠামোগত ডিজাইন এবং আধুনিক প্রযুক্তির সমন্বয়।
ভেসে থাকার ভৌত কারণ:
আর্কিমিডিসের প্লবতার নীতি অনুযায়ী,
কোনো স্থির তরল বা বায়বীয় পদার্থে আংশিক বা সম্পূর্ণ নিমজ্জিত বস্তুর ওপর তরল বা গ্যাসীয় পদার্থ তার ওজনের সমপরিমাণ ঊর্ধ্বমুখী বল (প্লবতা) প্রয়োগ করে । ফলে বস্তুটি কিছু ওজন হারায়, যা তার দ্বারা অপসারিত তরল বা গ্যাসের ওজনের সমান ।
এটিই বস্তুর ভাসা বা ডোবার মূল কারণ ।
নীতির মূল বিষয়সমূহ:
প্লবতা = অপসারিত তরলের ওজন: বস্তুটি যে পরিমাণ জায়গা জুড়ে থাকে, ঠিক সমপরিমাণ তরল সরে গিয়ে যে ঊর্ধ্বমুখী বল সৃষ্টি করে, তা-ই প্লবতা ।
ওজন হ্রাস: বাতাসে বস্তুর ওজন (W) এবং পানিতে নিমজ্জিত অবস্থায় ওজন (W') হলে, হারানো ওজন = W-W' = অপসারিত তরলের ওজন।
ভাসা বা ডোবা: বস্তুর ওজন যদি প্লবতা বলের চেয়ে বেশি হয়, তবে বস্তুটি ডুবে যাবে; আর কম হলে ভেসে থাকবে ।
সহজে বললে - কোনো বস্তু পানিতে ডুবে থাকলে, সেটি তার স্থানচ্যুত পানির ওজনের সমান একটি ঊর্ধ্বমুখী বল পায়। ফলে জাহাজ যত ভারীই হোক, যদি যথেষ্ট পানি সরাতে পারে, তাহলে সেটি ভাসতেই থাকবে।
জাহাজের ওজন কোথায় কেন্দ্রীভূত—এটা খুব গুরুত্বপূর্ণ। এটাকে বলা হয় সেন্টার অব গ্র্যাভিটি।
সেন্টার অব গ্র্যাভিটি বা ভরকেন্দ্র:
ভারকেন্দ্র হলো একটি বস্তুর ভেতরের বা বাইরের এমন একটি নির্দিষ্ট বিন্দু, যে বিন্দুর মাধ্যমে বস্তুটির সম্পূর্ণ ওজন কাজ করে বলে মনে করা হয়। বস্তুটিকে যেভাবেই রাখা হোক না কেন, এর ওজন সর্বদা এই একটি বিন্দুর মধ্য দিয়েই পৃথিবীর কেন্দ্রের দিকে ক্রিয়া করে।
জাহাজ ডিজাইন করা হয় যাতে এর Center of Gravity নিচে থাকে। এক্ষেত্রে জাহাজের নিচে ভারী ইঞ্জিন, ফুয়েল, ব্যালাস্ট রাখা হয়। ফলে জাহাজের ভরকেন্দ্র (Center of Gravity) অনেক নিচে থাকে। কোনো কারণে জাহাজ একপাশে কাত হলে এই নিচু ভরকেন্দ্রটি জাহাজকে আবার সোজা অবস্থায় ফিরিয়ে আনতে সাহায্য করে। এই স্থিতিশীলতাকে মেটাসেন্ট্রিক স্ট্যাবিলিটি (Metacentric Stability) বলা হয়।
ব্যালাস্ট ট্যাংক (Ballast Tanks):
জাহাজের তলায় বড় বড় পানির ট্যাংক থাকে যেগুলোকে 'ব্যালাস্ট ট্যাংক' বলে। জাহাজ যখন খালি থাকে বা ভারসাম্য ঠিক রাখতে হয়, তখন এই ট্যাংকে পানি ভরে নিচের দিকটা ভারী রাখা হয়, যা জাহাজকে উল্টে যাওয়া থেকে রক্ষা করে।
অবকাঠামোগত ডিজাইন:
জাহাজের তলার অংশ সাধারণত অনেক চওড়া এবং বিশেষ নকশার হয়, যা একে পানিতে স্থিতিশীল রাখে। এছাড়া জাহাজের নিমজ্জিত অংশটি এমনভাবে তৈরি করা হয় যাতে তা প্রচুর পরিমাণ পানি অপসারণ করতে পারে, যা উপরের দিকে একটি ধাক্কা বা প্লবতা (Buoyancy) তৈরি করে ভারসাম্য বজায় রাখে।
স্ট্যাবিলাইজার ফিন (Stabilizer Fins):
অনেক জাহাজে নিচের দিকে মাছের পুচ্ছ (লেজ) সদৃশ পাখার মতো অংশ থাকে যাকে স্ট্যাবিলাইজার ফিন (Stabilizer Fins) বলা হয়। প্রচন্ড সামুদ্রিক ঢেউয়ের বিরুদ্ধে এই পাখা (Fin) জাহাজকে স্থিতিশীল রাখতে সাহায্য করে।
এছাড়াও,
এর মতো অত্যাধুনিক প্রযুক্তি জাহাজকে সমুদ্রের বুকে করেছে আরও নিরাপদ বাহন।