平均密度
それでも上昇推力の考え方が少しわかりにくいようなら、密度の考え方に戻ってください。 空母が、同じ体積の巨大な金属の箱（大きな靴箱のようなもの）で、一部がエンジン、飛行機、船員、その他すべてで満たされていて、同じ重さになっていると想像してください。 その箱は、同じ大きさの箱に水を入れたときよりも重さが軽ければ浮きますが、そうでなければ沈みます。 つまり、空母が浮くのは、同じ体積の水よりも重さが軽いからで、その平均密度は周囲にある水の密度よりも小さいのです。 なぜ物が浮くのかを理解する最も簡単な方法は、アルキメデスのことを忘れて、代わりに密度について考えることです。 船が浮くのは、その平均密度が比較的小さいからです。 この空の軍用輸送船は、事実上、巨大な空の金属箱である。 船の質量と内容物の質量の合計を体積で割ると、その平均密度が分かります。 この密度は、固体の金属箱や水で満たされた金属箱の密度よりも小さいため、船は浮いているのです。
なぜ船は転覆しないのか
桟橋につながれた手漕ぎボートに乗ったことがあれば、小さな船は荷物を載せ始めると非常に不安定になることを実感できるはずです。 ボートの上に立つと、ボートの一部となり、重心が変化して、より高い位置になります。 ボートは横から入るので、乗った瞬間に重心が自分の立っているところに移動します。このとき、重心はボートの中心より上になくなり、全体が自分のほうに回転するようになります。 ボートは比較的自由に左右に振れます。正浮力なので、水中では小さな力で動きます。 これらのことから、小さなボートは転覆しやすいのです。
Photo: 小型ボートはキールがあってもかなり不安定になる。 強風で転覆する恐れがあるため、乗組員は全員端に座り、自重で回転力のバランスを取っている。 そのため、乗組員は皆、船縁に座って自重で回転力のバランスをとっているのです。 第二に、キール（水中で後ろから前へ、船の中央の「背骨」に沿って走る垂直の板）が大きくなっています。 キールは、ボートの横揺れや転覆を防ぐのに役立ちます。なぜなら、キールがあると、ボートを横に押したり回転させたりする力がより強くなるからです。
ボートはどのように動くのか
重力は、私たちが陸上を歩くときに逆らう力です。 しかし、泳ぎが得意な人なら、水上で移動するときにはあまり問題にならないことがわかるでしょう。あなたの体のほとんどは水ですが、すべてが水ではありません（重さはまったく同じ大きさの水の袋より軽い）。 水の抵抗（抗力）は、水泳選手が対抗しなければならない最も大きな力であり、これはボートにも当てはまります。 ボートも同様で、重量のあるボートほど水面が低くなり、水の抵抗が大きくなります。 そのため、ボートの船首は水をきれいに押し出すために鋭角に、前縁は水面から浮き上がるように湾曲しています。 水中翼船は、この考えを極限まで推し進め、水中翼を使って船体を持ち上げ、水面から離しながら進むのです」
Photo: 水中翼船は、水中翼を利用して、前進するときに揚力を発生させ、船体を波の上に上げて水の抵抗を減らすタイプのボートです。 Photo by Mark S. Kettenhofen courtesy of US Navy.
他のほとんどの物体と同様、ボートはニュートンの運動の3法則を利用して自走しています。 1）何らかの力で押したり引いたりしない限り、どこにも行かない。2）適切な力があると、加速する（速く動く、あるいは新しい方向に進む）。
ほとんどのボートは、オールやポール、帆、エンジンの3種類の動力のいずれかを使用します。
オールとポール
写真：人間の力は依然としてボートを動かす頼れる方法ですが、左右のオールが同じ数（または左右を入れ替え続けなければ）、どちらかに寄っていってしまうでしょう。 Photo by Clay Weis courtesy of US Navy.
ボートの推進力の最も古い形態は、単純な人力です。 大きな櫂で水を後方に引いてボートを漕いだり、川や海底を押し退けていかだのようなものを前に突き出したりすることができます。 櫂の力は、ギリシャ・ローマ時代に開発された見事なガレー船で頂点に達した。 ビレメ（おそらく紀元前2千年頃のもの）には2つの台に漕ぎ手が詰め込まれ、トリレメ（紀元前数百年に発明）には3つ、クアドリレメには4つ、クインキレメには5つ（ただし、その高さで、多くの人を詰め込んだ船が安定したか効率よかったかは不確かである）。
帆
強風でベッドシーツを干すと、帆船がどのように動くかよくわかるでしょう！
帆
帆船がどのように動くかよくわかるでしょう。 しかし、船は常に真後ろから風が吹いている状態で航海したいわけではありません。実際には、帆を斜めに構える必要がありますが、そうすると、風は進みたい方向ではなく、その角度で船を吹こうとすることになります。 風による力は一方向にしか働かないので、それを補正して、実際に行きたい方向に結果的な力（合成力）を生み出すために、他の方向の力も必要です。 他の2つの力が役に立ちます。 1つはキールからの力です。 風がボートの一部を横向きに吹くと、キールが水を押し、ボートを前進させる力を助けます。 また、船の後部にある舵に角度をつけると、水が当たると舵が斜めになり、船を左右どちらかに操ることができます。 (このため、現在でも船の前方に向かって右側をスターボード、左側をポートと言っています）
写真提供：艇友会 ヨットには複数の帆があり、どの方向からの風も受けることができる。 Photo by Eric Brown courtesy of US Navy.
風に向かって帆走する場合は、船の前部に三角帆やラテン帆を対向風に対して斜めに吊るす必要があります。 風が帆に当たると、帆の周囲に吹き付けられ、加速します。帆は、翼（飛行機の翼の曲面）と同じような働きをし、帆の周囲や後ろに空気を送り、船を前に押し出します（ちょうど、翼から下向きに吹き出す空気が、飛行機を上に推進するのと同じです）。 最初のエンジン船は石炭を燃料とする高圧蒸気機関でしたが、現代のエンジンは必ずディーゼルエンジンになっています。 内燃機関の唯一の問題は、燃料を燃やすために常に酸素を供給する必要があることで、水中での潜水艦の動力源には使えない。 水面下でディーゼルエンジンを使って発電機を駆動し、バッテリーを充電して、水中ではそのバッテリーで電気モーターとプロペラを駆動することができます。 (ジェットスキー®やジェットフォイル（ジェットスキーの大型水中翼船版）は、エンジンでインペラ（水中ポンプ）を動かし、強力な背水噴射を行うものです。
ボートはどのような材料から作られていますか？
あなたが考えることができるほぼすべての材料は、一度や二度はボートを作るために使用されています。 最初のボートは、動物の皮、樹皮、木から作られ、その後、慎重に選ばれた木の幹から木をすくい上げることによって作られた刳り舟が登場しました。 古くは、レンガのように板と板を重ね合わせる「カーベル積み」、あるいは下から上に向かって板を重ねる「クリンカー積み」によって、より強く、軽く、速い船を完成させた。 産業革命は、鉄と鋼鉄の船の時代という、もう一つの大きな革新をもたらした。 鉄は比較的重いのですが、現在でもほとんどの船が鉄で造られています。 そのため、現在では、大型の船はアルミニウムなどの丈夫で軽い金属で作られ、小型の船はグラスファイバーやケブラー®などの超強力プラスチックなどの軽い複合材料で作られることが多くなりました。
A brief history of ships and boats
この年表のリンクは通常、ウィキペディアや他のサイトの詳細情報へ移動します。 最初のボートには、いかだ、皮、皮、樹皮のボート、カヤック、掘っ立て小屋などがあります。
Middle Ages
- 300: バイキングがクリンカ建築を発明する
- 1200.BCE: アルキメデス（287-212BCE）が浮力の科学を発見する。 中央の舵が「操舵板」に取って代わり始める。 ほとんどの大型船は木造で帆を動力とし、コグ、キャラック、ガレー、ガリオンが含まれる。 コーネリス・ドレブル（Cornelis Drebble）が木造で最初の潜水艦を建造する
- 15 世紀。
- 15世紀：クリストファー・コロンブス（1451-1506）、ヴァスコ・ダ・ガマ（1460-1524）、フェルディナンド・マゼラン（1480-1521）らの大航海により、海洋探査と周航の先駆けに。
船舶の大時代
写真：。 オールドアイアンサイズ」のニックネームを持つUSSコンスティテューションは、1797年に建造された3本マストの古典的なフリゲート（軍艦）です。軍の任務から退き、現在はボストンの魅力的な博物館になっています。 写真：Kathryn E. Macdonald 提供：US Navy.
- 1777: 初の鉄船体を持つ船が建造される（イギリス）
- 1783: ダバンズ侯爵（1751-1832）、最初の蒸気船を建造する。 19世紀：定期航路「パケットシップ」が開設され、時刻表通りに航行。 4807>
- 1807: ロバート・フルトン（1765-1815）がクレモント号でニューヨークからオルバニーへの航海記録を樹立する。 1807>
- 1837: Isambard Kingdom Brunel (1806-1859) が建造した巨大蒸気船Great Westernが、大西洋を横断する最初の鉄船となる。 イギリスの船大工John Jordanが、鉄の骨組みに木の板を張った、おそらく最初の複合船を作る。 John Hollandが実用的なエンジン付き潜水艦を設計・建造するが、米海軍にその可能性を納得させるのに苦戦する
- 1877: イギリスの発明家John Thornycroftが、浮遊するユリノキをベースにしたホバークラフトの初期型の特許を取得する。 チャールズ・パーソンズ（Charles Parsons）卿が、高効率の蒸気機関「蒸気タービン」を発明。 1897年には、蒸気タービンを搭載したモーターローンチ「タービニア」を開発した。 ダイムラー、ガソリンエンジンでボートを走らせる。 イギリスで最初の外航タンカー、グルカウフ号が建造され、進水する
- 1880 スウェーデンの退役海軍士官チャールズ・G・ルンドボーグが、2つの船体を沈めて波の上に高く乗り上げるSWATH（Smallwaterplane Area Twin Hull）ボートを発明。 モーレタニア号、ルシタニア号、アキタニア号など、富裕層がロマンチックで豪華な船旅を楽しむ時代です。 電話のパイオニア、アレクサンダー・グラハム・ベルもその開発に参加。 タイタニック号が氷山に衝突して沈没し、1500人以上の死者を出すという、史上最も有名な大惨事となりました。 潜水艦のディーゼルエンジンを水中で作動させ、発見される危険を減らすために、ドイツ人がシュノーケルを開発しました。 船舶用ガスタービンエンジンが初めて採用される（
- 1955: 米海軍、初の原子力潜水艦「ノーチラス」を進水させる
- 1956 ニュージャージー州ニューアークから、初のコンテナ船「イデアルX」が進水する。 クリストファー・コッカレルのホバークラフトが処女航海に出る。 ジャック・ピカールとアメリカ海軍のドン・ウォルシュ中尉が、超強化型潜水船（バチスカーフ）「トリエステ号」で海溝の最深部約11kmまで潜航する
- 1962: スクリプス研究所のFLIP船が、海の波の動きを研究するために初めて使用される
- 1964: マサチューセッツ州ウッズホール海洋研究所が深海科学潜水艇「アルビン」を開発し、水深約5kmの海底探査を開始。 科学探査船「ジョイデス・レゾリューション」が就航し、これまで以上に詳細な海底の調査が可能に。 米海軍は、SWATHの設計に基づき、レーダーで見えないステルス艦「シーシャドウ」の実験を開始する。 2011年、海軍は同艦を廃棄することを発表。 ドイツ製のMSトゥーラナー・プラネットソーラー号が、光電池を動力源とする世界初の世界一周を達成。
世界初のバッテリー駆動の完全電気自動車・旅客フェリー「MF Ampere」がノルウェーで運航を開始しました。