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
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
Telo težine 50 N potpuno je potopljeno, a sila potiska na njega je 30 N. Šta će telo raditi?
-
$m g = 50\ \mathrm{N} > F_p = 30\ \mathrm{N}$Sila teže je veća od potiska.
-
Rezultanta je usmerena naniže.Telo tone.
Telo težine 40 N; kad je potpuno potopljeno, potisak je 60 N. Šta se dešava?
-
$F_p = 60\ \mathrm{N} > m g = 40\ \mathrm{N}$Potisak je veći od sile teže.
-
Rezultanta je naviše, telo izranja i pliva na površini.Potopi se samo delimično.
Zašto brod od čelika pluta, a ekser od istog čelika tone?
-
Brod je šupalj i pun vazduha → mala srednja gustina.Manja od gustine vode → pliva.
-
Pun ekser ima gustinu čelika → veća od vode.Veća gustina → tone.
Test
Pročitaj zadatak i izaberi tačan odgovor. Računa se šta pogodiš iz prvog pokušaja.
Telo potpuno potopljeno u vodu: sila teže 70 N, sila potiska 45 N. Šta telo radi?
Telo gustine 700 kg/m³ spustimo u vodu (1000 kg/m³). Šta se dešava?
Kada telo lebdi u tečnosti?
Zašto ogroman brod od čelika pluta, a ekser od čelika tone?
Telo gustine jednake gustini tečnosti, potpuno potopljeno:
Bravo, čas je završen!
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 nalogPohvali se i pozovi drugara:
Sledeći čas: 21. Mehanički rad — da li držanje torbe umara uzalud?