आर्किमिडीजचे तत्त्व
आर्किमिडीजचे तत्त्व
आर्किमिडीजचे तत्त्व असे सांगते की, एखाद्या द्रवपदार्थात, पूर्ण किंवा अंशतः बुडवलेल्या वस्तूवर कार्य करणारे ऊर्ध्वगामी उत्प्लावक बल त्या वस्तूने विस्थापित केलेल्या द्रवाच्या वजनाइतके असते. हे तत्त्व द्रव यांत्रिकीमध्ये मूलभूत आहे आणि विविध क्षेत्रांमध्ये असंख्य उपयोग आहेत.
जेव्हा एखादी वस्तू द्रवात ठेवली जाते, तेव्हा वस्तूच्या वरच्या आणि खालच्या पृष्ठभागांमधील दाबातील फरकामुळे तिला ऊर्ध्वगामी बल अनुभवायला मिळते. या दाबातील फरकामुळे उत्प्लावकता म्हणून ओळखले जाणारे निव्वळ ऊर्ध्वगामी बल निर्माण होते. उत्प्लावक बलाचे परिमाण वस्तूने विस्थापित केलेल्या द्रवाच्या वजनाइतके असते.
आर्किमिडीजचे तत्त्व वस्तूच्या आकार, घनता किंवा वजनापासून स्वतंत्र आहे. हे पूर्णपणे बुडलेल्या आणि अंशतः बुडलेल्या दोन्ही प्रकारच्या वस्तूंना लागू होते. तरंगणाऱ्या वस्तूंसाठी, उत्प्लावक बल वस्तूच्या वजनाइतके असते, ज्यामुळे समतोल स्थिती निर्माण होते.
वस्तूंची घनता निश्चित करण्यासाठी, जहाजे आणि पाणबुड्या डिझाइन करण्यासाठी आणि द्रव गतिशास्त्र समजून घेण्यासाठी या तत्त्वाचा व्यावहारिक उपयोग आहे. वस्तू पाण्यात किंवा इतर द्रवांमध्ये बुडवल्यावर हलक्या का दिसतात हे देखील हे तत्त्व स्पष्ट करते.
आर्किमिडीजच्या तत्त्वाचे स्पष्टीकरण
आर्किमिडीजचे तत्त्व असे सांगते की, जेव्हा एखादी वस्तू द्रवात बुडवली जाते, तेव्हा तिला त्या वस्तूने विस्थापित केलेल्या द्रवाच्या वजनाइतके ऊर्ध्वगामी उत्प्लावक बल अनुभवायला मिळते. द्रवांमधील वस्तूंचे वर्तन समजून घेण्यासाठी हे तत्त्व मूलभूत आहे आणि विविध क्षेत्रांमध्ये असंख्य उपयोग आहेत.
पाण्यासारख्या द्रवात बुडवलेल्या अनियमित आकाराच्या वस्तूचा विचार करा. द्रव वस्तूच्या पृष्ठभागावर दाब निर्माण करतो, जो खोलीनुसार बदलतो. वस्तूच्या तळाशी दाब वरच्या भागापेक्षा जास्त असतो. या दाबातील फरकामुळे उत्प्लावक बल म्हणून ओळखले जाणारे निव्वळ ऊर्ध्वगामी बल निर्माण होते.
उत्प्लावक बलाचे परिमाण वस्तूने विस्थापित केलेल्या द्रवाच्या वजनाइतके असते. वस्तूच्या जागी समान आकारमानाचा द्रव कल्पून याची कल्पना केली जाऊ शकते. विस्थापित द्रवाचे वजन वस्तूवर कार्य करणाऱ्या उत्प्लावक बलासारखेच असते.
उदाहरणे:
-
तरंगणाऱ्या वस्तू: ज्या वस्तू त्यांना बुडवलेल्या द्रवापेक्षा कमी घनतेच्या असतात, त्यांना त्यांच्या वजनापेक्षा जास्त उत्प्लावक बल अनुभवायला मिळते, ज्यामुळे त्या तरंगतात. उदाहरणार्थ, बोट पाण्यावर तरंगते कारण बोटीची सरासरी घनता पाण्याच्या घनतेपेक्षा कमी असते.
-
पाणबुड्या: पाणबुड्या त्यांच्या बॅलास्ट टाक्यांमध्ये घेतलेल्या किंवा बाहेर टाकलेल्या पाण्याचे प्रमाण समायोजित करून त्यांची उत्प्लावकता नियंत्रित करू शकतात. जेव्हा त्यांना बुडण्याची इच्छा असते, तेव्हा ते पाणी घेऊन त्यांची घनता वाढवतात, ज्यामुळे उत्प्लावक बल कमी होते आणि त्यांना बुडण्यास मदत होते. पुन्हा पृष्ठभागावर येण्यासाठी, ते पाणी बाहेर टाकतात, ज्यामुळे त्यांची घनता कमी होते आणि उत्प्लावक बल वाढते.
-
हायड्रोमीटर: हायड्रोमीटर ही द्रवांची घनता मोजण्यासाठी वापरली जाणारी साधने आहेत. ती आर्किमिडीजच्या तत्त्वावर कार्य करतात. हायड्रोमीटर द्रवात तरंगते आणि ते ज्या खोलीपर्यंत बुडते ते द्रवाच्या घनतेच्या व्यस्त प्रमाणात असते.
-
गरम हवेचे फुगे: गरम हवेचे फुगे वर येतात कारण फुग्यातील गरम हवा बाहेरील थंड हवेपेक्षा कमी घनतेची असते. फुग्यावर कार्य करणारे उत्प्लावक बल त्याच्या वजनापेक्षा जास्त असते, ज्यामुळे तो वर चढतो.
-
स्कूबा डायव्हिंग: स्कूबा डायव्हर्स पाण्याखाली त्यांची उत्प्लावकता नियंत्रित करण्यासाठी बॉयन्सी कंपेन्सेटर (बीसी) वापरतात. बीसीमध्ये हवा भरून किंवा सोडून, डायव्हर्स त्यांची घनता समायोजित करू शकतात आणि तटस्थ उत्प्लावकता प्राप्त करू शकतात, ज्यामुळे ते बुडण्याशिवाय किंवा वेगाने तरंगल्याशिवाय इच्छित खोलीवर निलंबित राहू शकतात.
-
मासेमारीचे फ्लोट्स:
- मासेमारीचे फ्लोट्स मासेमारीच्या दोऱ्या आणि चारा पाण्यात निलंबित ठेवण्यासाठी डिझाइन केलेले असतात. ते कॉर्क किंवा प्लास्टिक सारख्या कमी घनतेच्या सामग्रीपासून बनवले जातात, जे लक्षणीय प्रमाणात पाणी विस्थापित करतात आणि त्यांना तरंगत ठेवण्यासाठी पुरेसे उत्प्लावक बल निर्माण करतात.
-
हिमनग:
- हिमनग पाण्यावर तरंगतात कारण बर्फ द्रव पाण्यापेक्षा कमी घनतेचा असतो. पाण्याने निर्माण केलेले उत्प्लावक बल हिमनगाला तरंगत ठेवते, ज्याचा फक्त एक लहान भाग पाण्याच्या पातळीवर दिसतो.
-
पारा बॅरोमीटर:
- पारा बॅरोमीटर उत्प्लावकतेच्या तत्त्वाचा वापर करून वातावरणीय दाब मोजतात. बॅरोमीटरमधील पारा स्तंभाची उंची पार्याच्या पृष्ठभागावर दाबणाऱ्या हवेच्या वजानाद्वारे निश्चित केली जाते, जी पार्यावर हवेने निर्माण केलेल्या उत्प्लावक बलाने संतुलित केली जाते.
सारांशात, आर्किमिडीजचे तत्त्व द्रवांमध्ये बुडवलेल्या वस्तूंना अनुभवायला मिळणारे ऊर्ध्वगामी उत्प्लावक बल स्पष्ट करते. जहाजबांधणी, पाणबुडी डिझाइन, घनता मोजमाप आणि स्कूबा डायव्हिंग यासह विविध क्षेत्रांमध्ये या तत्त्वाचा व्यावहारिक उपयोग आहे.
आर्किमिडीजच्या तत्त्वाचे सूत्र
आर्किमिडीजचे तत्त्व असे सांगते की, एखाद्या द्रवपदार्थात, पूर्ण किंवा अंशतः बुडवलेल्या वस्तूवर कार्य करणारे ऊर्ध्वगामी उत्प्लावक बल त्या वस्तूने विस्थापित केलेल्या द्रवाच्या वजनाइतके असते. उत्प्लावकता आणि तरंगणे समजून घेण्यासाठी हे तत्त्व मूलभूत आहे.
आर्किमिडीजच्या तत्त्वाचे सूत्र खालीलप्रमाणे दिले आहे:
$$F_b = \rho g V$$
कुठे:
- $F_b$ हे न्यूटन (N) मध्ये उत्प्लावक बल आहे
- $\rho$ हे किलोग्रॅम प्रति घनमीटर (kg/m³) मध्ये द्रवाची घनता आहे
- $g$ हे गुरुत्वाकर्षणामुळे होणारे त्वरण $(\approx 9.8 m/s²)$ आहे
- $V$ हे घनमीटर (m³) मध्ये वस्तूने विस्थापित केलेल्या द्रवाचे आकारमान आहे
आर्किमिडीजच्या तत्त्वाचे सूत्र समजून घेण्यासाठी, खालील उदाहरणाचा विचार करा:
-
0.01 घनमीटर (m³) आकारमानाचा लाकडाचा घन ब्लॉक पाण्याने भरलेल्या कंटेनरमध्ये ठेवला आहे. पाण्याची घनता अंदाजे 1000 kg/m³ आहे.
-
लाकडाच्या ब्लॉकवर कार्य करणारे उत्प्लावक बल आहे:
$$F_b = \rho g V = (1000 kg/m³)\times (9.8 m/s²)\times (0.01 m³) = 98 N$$
याचा अर्थ असा की पाणी लाकडाच्या ब्लॉकवर 98 N चे ऊर्ध्वगामी बल निर्माण करते, जे ब्लॉकने विस्थापित केलेल्या पाण्याच्या वजनाइतके आहे.
आर्किमिडीजच्या तत्त्वाची व्युत्पत्ती
आर्किमिडीजचे तत्त्व असे सांगते की द्रवात बुडवलेल्या वस्तूवरील उत्प्लावक बल त्या वस्तूने विस्थापित केलेल्या द्रवाच्या वजनाइतके असते. खालील चरणांचा वापर करून या तत्त्वाची व्युत्पत्ती केली जाऊ शकते:
- एकसमान घनता $ρ$ असलेल्या विश्रांतीच्या द्रवाचा विचार करा.
- द्रवात बुडवलेल्या आकारमान $ΔV$ च्या लहान वस्तूची कल्पना करा.
- वस्तूच्या वरच्या भागावरील दाब $P_1$ आहे आणि वस्तूच्या तळाशी दाब $P_2$ आहे.
- वस्तूच्या वरच्या आणि खालच्या भागातील दाबातील फरक $ΔP = P_2 - P_1$ आहे.
- वस्तूवरील उत्प्लावक बल दाबातील फरक आणि वस्तूच्या क्षेत्रफळाच्या गुणाकाराइतके किंवा $F_B = ΔP \times A$ इतके असते.
- वस्तूने विस्थापित केलेल्या द्रवाचे वजन द्रवाची घनता आणि वस्तूच्या आकारमानाच्या गुणाकाराइतके किंवा $W = ρ \times ΔV$ इतके असते.
- उत्प्लावक बल विस्थापित द्रवाच्या वजनाइतके ठेवून, आपल्याला $F_B = W$ किंवा $ΔP \times A = ρ ΔV$ मिळते.
- समीकरणाच्या दोन्ही बाजूंना $ΔV$ ने भागून, आपल्याला $\frac{ΔP}{ΔV} = ρ$ मिळते.
- $ΔV$ शून्याकडे झुकत असताना मर्यादा घेतल्यास, आपल्याला $\frac{dP}{dV} = ρ$ मिळते.
- हे समीकरण सांगते की द्रवातील दाब प्रवणता द्रवाच्या घनतेइतकी असते.
उदाहरण:
100 cm3 आकारमानाचा लाकडाचा ब्लॉक पाण्यात बुडवला आहे. पाण्याची घनता 1 g/cm3 आहे. लाकडाच्या ब्लॉकवरील उत्प्लावक बल किती आहे?
लाकडाच्या ब्लॉकवरील उत्प्लावक बल ब्लॉकने विस्थापित केलेल्या पाण्याच्या वजनाइतके असते. विस्थापित पाण्याचे वजन पाण्याची घनता आणि लाकडाच्या ब्लॉकच्या आकारमानाच्या गुणाकाराइतके किंवा $$W = ρ ΔV = 1 g/cm^3 \times 100 cm^3 = 100 g$$ इतके असते.
म्हणून, लाकडाच्या ब्लॉकवरील उत्प्लावक बल 100 g आहे.
आर्किमिडीजच्या तत्त्वाचा प्रयोग
आर्किमिडीजचे तत्त्व असे सांगते की द्रवात बुडवलेल्या वस्तूवरील उत्प्लावक बल त्या वस्तूने विस्थापित केलेल्या द्रवाच्या वजनाइतके असते. हे तत्त्व एका साध्या प्रयोगाद्वारे दर्शविले जाऊ शकते.
साहित्य:
- एक ग्रेज्युएटेड सिलिंडर
- पाणी
- पाण्यात बुडणारी एक लहान वस्तू (उदा., धातूची वॉशर)
- एक दोरा
- एक तराजू
क्रियाविधी:
- ग्रेज्युएटेड सिलिंडर एका विशिष्ट पातळीपर्यंत पाण्याने भरा.
- दोरा वस्तूला बांधा आणि तो पूर्णपणे बुडेपर्यंत ग्रेज्युएटेड सिलिंडरमध्ये खाली करा.
- ग्रेज्युएटेड सिलिंडरमधील पाण्याची पातळी पहा.
- ग्रेज्युएटेड सिलिंडरमधून वस्तू काढा आणि तोजून घ्या.
- प्रारंभिक पाण्याची पातळी अंतिम पाण्याच्या पातळीतून वजा करून आणि फरकाचा पाण्याच्या घनतेने (1 g/mL) गुणाकार करून वस्तूने विस्थापित केलेल्या पाण्याचे वजन काढा.
निरीक्षणे:
जेव्हा वस्तू पाण्यात बुडवली जाते, तेव्हा ग्रेज्युएटेड सिलिंडरमधील पाण्याची पातळी वाढते. हे दर्शवते की वस्तू पाणी विस्थापित करत आहे.
वस्तूने विस्थापित केलेल्या पाण्याचे वजन वस्तूच्या वजनाइतके असते. हे आर्किमिडीजचे तत्त्व दर्शवते.
उपयोग:
आर्किमिडीजच्या तत्त्वाचा दैनंदिन जीवनात अनेक उपयोग आहे. उदाहरणार्थ, जहाजे, पाणबुड्या आणि इतर जलवाहने डिझाइन करण्यासाठी याचा वापर केला जातो. वस्तूंची घनता मोजण्यासाठी देखील याचा वापर केला जातो.
उदाहरण:
एक जहाज पाण्यावर तरंगते कारण पाण्याचे उत्प्लावक बल जहाजाच्या वजनापेक्षा जास्त असते. जहाज मोठ्या प्रमाणात पाणी विस्थापित करते, ज्यामुळे मोठे उत्प्लावक बल निर्माण होते. हे उत्प्लावक बल जहाजाच्या वजनापेक्षा जास्त असते, म्हणून जहाज तरंगते.
आर्किमिडीजच्या तत्त्वाचे उपयोग
आर्किमिडीजच्या तत्त्वाचा विविध क्षेत्रांमध्ये असंख्य उपयोग आहे, ज्यात हे समाविष्ट आहे:
1. उत्प्लावकता आणि तरंगणे:
- जहाजे आणि पाणबुड्या: जहाजे पाण्यावर का तरंगतात हे आर्किमिडीजचे तत्त्व स्पष्ट करते. जहाजावर कार्य करणारे उत्प्लावक बल जहाजाच्या बुडलेल्या भागाने विस्थापित केलेल्या पाण्याच्या वजनाइतके असते. हे जहाजांना पाण्यापेक्षा खूप दाट असूनही तरंगत राहण्यास अनुमती देते.
- हायड्रोमीटर: ही साधने द्रवात ते किती खोलीपर्यंत बुडतात हे ठरवून द्रवांची विशिष्ट गुरुत्व मोजतात. द्रव जितका दाट असेल तितका हायड्रोमीटर कमी बुडेल.
2. द्रव यांत्रिकी आणि अभियांत्रिकी:
- धरणे आणि लॉक्स: धरणे आणि लॉक्स डिझाइन करण्यासाठी आर्किमिडीजचे तत्त्व महत्त्वाचे आहे. धरणे मोठ्या प्रमाणात पाणी रोखून ठेवतात आणि धरणाच्या संरचनेवर कार्य करणारे उत्प्लावक बल विचारात घेणे आवश्यक आहे जेणेकरून त्याची स्थिरता सुनिश्चित होईल. लॉक्स गेट्सचा वापर करून पाण्याची पातळी आणि जहाजांवर कार्य करणारे उत्प्लावक बल नियंत्रित करून जहाजांना वेगवेगळ्या उंचीच्या जलाशयांमध्ये प्रवास करण्यास अनुमती देतात.
- द्रव प्रवाह मोजमाप: द्रवांचा प्रवाह दर मोजण्यासाठी रोटामीटर आणि टर्बाइन फ्लोमीटर सारख्या उपकरणांमध्ये आर्किमिडीजचे तत्त्व वापरले जाते. ही उपकरणे द्रव प्रवाहातील फिरणाऱ्या घटकावर किंवा इम्पेलरवर निर्माण होणारे उत्प्लावक बल निश्चित करण्यासाठी या तत्त्वाचा वापर करतात.
3. समुद्री अभियांत्रिकी आणि महासागरशास्त्र:
- पाणबुड्या: पाणबुड्या त्यांची उत्प्लावकता नियंत्रित करून बुडू आणि पृष्ठभागावर येऊ शकतात. बॅलास्ट टाक्यांमधून ते किती पाणी घेतात किंवा बाहेर टाकतात हे समायोजित करून, पाणबुड्या त्यांची एकूण घनता बदलू शकतात आणि तटस्थ उत्प्लावकता प्राप्त करू शकतात, ज्यामुळे त्या पाण्याखाली निलंबित राहू शकतात.
- समुद्री बचाव: बुडलेली जहाजे आणि इतर वस्तू पाण्यातून उचलण्यासाठी आर्किमिडीजचे तत्त्व लागू केले जाते. बुडलेल्या वस्तूला उत्प्लावक उपकरणे किंवा पॉन्टून जोडून, प्रणालीची एकूण घनता कमी केली जाते, उत्प्लावक बल वाढवले जाते आणि वस्तू पुनर्प्राप्त करणे सुलभ होते.
4. अंतराळ अभियांत्रिकी:
- गरम हवेचे फुगे: गरम हवेचे फुगे का वर येतात हे आर्किमिडीजचे तत्त्व स्पष्ट करते. फुग्यातील गरम हवा आजूबाजूच्या थंड हवेपेक्षा कमी घनतेची असते, ज्यामुळे उत्प्लावक बलांमध्ये फरक निर्माण होतो ज्यामुळे फुगा वर चढतो.
5. वैद्यकीय उपयोग:
- हायड्रोमेट्री: मूत्राचे विशिष्ट गुरुत्व मोजण्यासाठी हायड्रोमीटर सारख्या वैद्यकीय उपकरणांमध्ये आर्किमिडीजचे तत्त्व वापरले जाते, जे काही वैद्यकीय स्थिती दर्शवू शकते.
6. भूवैज्ञानिक उपयोग:
- खडकांची घनता मोजणे: खडक नमुन्यांची घनता निश्चित करण्यासाठी आर्किमिडीजचे तत्त्व वापरले जाते. हवेत आणि नंतर पाण्यात बुडवलेल्या खडक नमुन्याचे वजन मोजून, उत्प्लावक बलाची गणना केली जाऊ शकते, ज्यामुळे खडकाची घनता निश्चित करता येते.
हे उदाहरणे अभियांत्रिकी आणि भौतिकशास्त्रापासून समुद्री विज्ञान आणि वैद्यकशास्त्रापर्यंत विविध क्षेत्रांमध्ये आर्किमिडीजच्या तत्त्वाच्या विस्तृत उपयोगांचे दर्शवतात. या तत्त्वाचे आकलन आणि वापर केल्याने मानवांना उत्प्लावकता आणि द्रव यांत्रिकीची शक्ती व्यावहारिक हेतूंसाठी वापरण्यासाठी तंत्रज्ञान डिझाइन आणि विकसित करण्यास मदत झाली आहे.
पाणबुडी:
पाणबुडी हे मानवनिर्मित पाण्याखालील वाहन आहे जे पाण्याच्या पृष्ठभागाखाली कार्य करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. लष्करी ऑपरेशन्स, वैज्ञानिक संशोधन आणि वाणिज्यिक क्रियाकलाप यासह विविध हेतूंसाठी पाणबुड्यांचा वापर केला जातो.
पाणबुड्यांचा इतिहास
पहिल्या पाणबुड्या 17 व्या शतकात विकसित केल्या गेल्या, परंतु 19 व्या शतकापर्यंत त्यांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला गेला नाही. अमेरिकन गृहयुद्धादरम्यान, कॉन्फेडरेट नौदलाने युनियन जहाजांवर हल्ला करण्यासाठी पाणबुड्यांचा वापर केला. पहिल्या महायुद्धात, दोन्ही बाजूंनी शत्रूची जहाजे बुडवण्यासाठी आणि पुरवठा मार्गात व्यत्यय आणण्यासाठी पाणबुड्यांचा वापर केला. दुसऱ्या महायुद्धात, अटलांटिकच्या लढाईत पाणबुड्यांनी प्रमुख भूमिका बजावली, जिथे जर्मन यू-बोट्सने हजारो मित्र राष्ट्रांची जहाजे बुडवली.
पाणबुड्यांचे प्रकार
अनेक वेगवेगळ्या प्रकारच्या पाणबुड्या आहेत, प्रत्येक विशिष्ट हेतूसाठी डिझाइन केलेली आहे. पाणबुड्यांचे काही सर्वात सामान्य प्रकार यांचा समावेश आहे:
- हल्ला पाणबुड्या शत्रूची जहाजे आणि पाणबुड्या बुडवण्यासाठी डिझाइन केलेल्या आहेत. त्या सामान्यतः टॉरपीडो आणि क्षेपणास्त्रांसह सशस्त्र असतात.
- बॅलिस्टिक क्षेपणास्त्र पाणबुड्या पाण्याखालून आण्विक क्षेपणास्त्र प्रक्षेपित करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या आहेत. त्या सामान्यतः आंतरखंडीय बॅलिस्टिक क्षेपणास्त्रांसह (ICBM) सशस्त्र असतात.
- क्रूझ क्षेपणास्त्र पाणबुड्या पाण्याखालून क्रूझ क्षेपणास्त्र प्रक्षेपित करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या आहेत. त्या सामान्यतः टोमाहॉक क्रूझ क्षेपणास्त्रांसह सशस्त्र असतात.
- संशोधन पाणबुड्या वैज्ञानिक संशोधनासाठी डिझाइन केलेल्या आहेत. त्या सामान्यतः विविध सेन्सर आणि कॅमेऱ्यांसह सुसज्ज असतात.
- वाणिज्यिक पाणबुड्या तेल शोध आणि बचाव कार्यांसारख्या विविध वाणिज्यिक क्रियाकलापांसाठी वापरल्या जातात.
पाणबुड्या कशा कार्य करतात?
पाणबुड्या त्यांची उत्प्लावकता नियंत्रित करून बुडू आणि पृष्ठभागावर येऊ शकतात. उत्प्लावकता हे पाण्याने एखाद्या वस्तूवर निर्माण केलेले ऊर्ध्वगामी बल आहे. जेव्हा पाणबुडी बुडते, तेव्हा ती आजूबाजूच्या पाण्यापेक्षा कमी घनतेची असते, म्हणून ती तरंगते. जेव्हा पाणबुडी पृष्ठभागावर येते, तेव्हा ती आजूबाजूच्या पाण्यापेक्षा जास्त घनतेची असते, म्हणून ती बुडते.
पाणबुड्या बॅलास्ट टाक्यांचा वापर करून त्यांची उत्प्लावकता नियंत्रित करतात. बॅलास्ट टाकी हे विभाग आहेत जे पाण्याने किंवा हवेने भरले जाऊ शकतात. जेव्हा पाणबुडीला बुडण्याची इच्छा असते, तेव्हा ती तिच्या बॅलास्ट टाक्या पाण्याने भरते. हे पाणबुडीला आजूबाजूच्या पाण्यापेक्षा जास्त घन करते, म्हणून ती बुडते. जेव्हा पाणबुडीला पृष्ठभागावर येण्याची इच्छा असते, तेव्हा ती बॅलास्ट टाक्यांमधून पाणी बाहेर पंप करते. हे पाणबुडीला आजूबाजूच्या पाण्यापेक्षा कमी घन करते, म्हणून