Probni period: svi časovi su besplatni — video, pitanja, rešeni zadaci i test, i bez naloga.

Plivanje i tonjenje — zašto čelični brod pluta?

Plivanje, tonjenje i lebdenje objašnjeni odnosom sile teže i sile potiska, uslovi preko gustine tela i tečnosti, i zašto šupalj brod od čelika pluta.

Video

Mali gvozdeni ekser odmah potone, a ogroman brod od istog čelika mirno pluta. Kako to? Odgovor je u odnosu sile teže i sile potiska. Pogledaj video, pa nastavi čas.

Pojmovi

Dve sile na telo u fluidu
Na telo u tečnosti ili gasu deluju sila teže ($m \cdot g$) naniže i sila potiska ($F_p$) naviše. Šta će telo raditi zavisi od toga koja je od njih veća.
Rezultanta odlučuje
Pošto su suprotnog smera, rezultanta je razlika sile teže i sile potiska. Ako je sila teže veća, telo tone; ako je potisak veći, telo izranja; ako su jednake, telo miruje (lebdi ili pluta).
Plivanje (plutanje)
Telo pliva ako se ravnoteža ($F_p = m g$) postigne pre nego što potpuno potone — ostaje na površini, delimično uronjeno. To se dešava kad je gustina tela manja od gustine tečnosti.
Tonjenje
Telo tone ako je i posle potpunog potapanja sila teže veća od potiska ($m g > F_p$). To se dešava kad je gustina tela veća od gustine tečnosti.
Lebdenje
Telo lebdi ako je potpuno potopljeno i sila teže je tačno jednaka potisku ($m g = F_p$). To je kad je gustina tela jednaka gustini tečnosti — telo ostaje gde ga staviš.
Gustina odlučuje
Kratko: $\rho_{tela} < \rho_{teč}$ → pliva; $\rho_{tela} > \rho_{teč}$ → tone; $\rho_{tela} = \rho_{teč}$ → lebdi. Zato drvo pliva na vodi, a kamen tone.
Zašto brod pluta
Brod je šupalj i pun vazduha, pa mu je srednja gustina mnogo manja od gustine vode — zato pluta, iako je čelik gušći od vode. Pun ekser od istog čelika tone jer mu je gustina veća od vode.
Koliko se telo potopi
Dok pliva, telo se potopi tačno onoliko da istisnuta voda svojom težinom izjednači težinu tela. Zato se teže natovaren brod dublje potopi.

Pitanja

Pitanje 1 od 10

1. Koje dve sile deluju na telo u tečnosti?

2. Kada telo tone?

3. Kada telo pliva (pluta)?

4. Kada telo lebdi u tečnosti?

5. Telo gustine veće od tečnosti će:

6. Telo gustine manje od tečnosti će:

7. Zašto ogroman čelični brod pluta?

8. Zašto mali gvozdeni ekser potone?

9. Šta je rezultanta sile teže i potiska kad telo pluta mirno?

10. Zašto se više natovaren brod dublje potopi?

Rešeni zadaci

Zadatak 1

Telo težine 50 N potpuno je potopljeno, a sila potiska na njega je 30 N. Šta će telo raditi?

  1. $m g = 50\ \mathrm{N} > F_p = 30\ \mathrm{N}$
    Sila teže je veća od potiska.
  2. Rezultanta je usmerena naniže.
    Telo tone.
Odgovor: Telo tone, jer je sila teže veća od sile potiska.
Zadatak 2

Telo težine 40 N; kad je potpuno potopljeno, potisak je 60 N. Šta se dešava?

  1. $F_p = 60\ \mathrm{N} > m g = 40\ \mathrm{N}$
    Potisak je veći od sile teže.
  2. Rezultanta je naviše, telo izranja i pliva na površini.
    Potopi se samo delimično.
Odgovor: Telo izranja i pliva — potisak je veći od težine.
Zadatak 3

Zašto brod od čelika pluta, a ekser od istog čelika tone?

  1. Brod je šupalj i pun vazduha → mala srednja gustina.
    Manja od gustine vode → pliva.
  2. Pun ekser ima gustinu čelika → veća od vode.
    Veća gustina → tone.
Odgovor: Presudna je srednja gustina: brod je ređi od vode, ekser gušći.

Test

Pročitaj zadatak i izaberi tačan odgovor. Računa se šta pogodiš iz prvog pokušaja.

Zadatak 1

Telo potpuno potopljeno u vodu: sila teže 70 N, sila potiska 45 N. Šta telo radi?

Zadatak 2

Telo gustine 700 kg/m³ spustimo u vodu (1000 kg/m³). Šta se dešava?

Zadatak 3

Kada telo lebdi u tečnosti?

Zadatak 4

Zašto ogroman brod od čelika pluta, a ekser od čelika tone?

Zadatak 5

Telo gustine jednake gustini tečnosti, potpuno potopljeno:

Bravo, čas je završen!

—pitanja iz prve
—zadataka na testu

Želiš sertifikat? Napravi besplatan nalog, pa uradi test još jednom (treba bar 3 od 5 tačno). Rezultati se tada čuvaju, a sertifikat možeš da odštampaš ili podeliš.

Napravi besplatan nalog

Pohvali se i pozovi drugara:

Sledeći čas: 21. Mehanički rad — da li držanje torbe umara uzalud?

Još časova — Nikola Stanković