Što se događa s razinom vode kad bacite težak predmet iz čamca?
Živimo u doba kada nas znanstvene misterije često fasciniraju, ali postavljamo i osnovna pitanja koja su jednako zanimljiva. Jedno od takvih pitanja, koje je nedavno postavio kanal The Science Asylum na YouTubeu, jest: što se događa s razinom vode kada iz čamca bacimo težak teret? Zamislimo ogromni teretni brod ispunjen čvrstim zlata vrijednim teretom. Iz raznih razloga, koji vam samo možete objasniti – ili možda čarobnjaku kojeg zamišljate dok putujete morem – odlučite baciti nekoliko kontejnera u more. Pa, što se događa s razinom vode?
Razumijevanje koncepta
Možda ćete pomisliti da razina vode raste, jer se u vodi pojavljuje novi objekt koji bi trebao pomaknuti određenu količinu vode. S druge strane, možda ćete reći da ostaje nepromijenjena, jer težina broda opada za težinu kontejnera koji sada tonu prema morskom dnu. Međutim, ni jedan odgovor nije točan, pretpostavljajući da je kontejner dovoljno težak da potone. Da bismo to objasnili, trebamo razumjeti nekoliko osnovnih pojmova: gustoća, uzgonska sila i Archimedesov princip.
Što je uzgonska sila?
Uzgonska sila je sila koja djeluje prema gore u tekućini (ili plinu) na sve objekte unutar njega. Ova sila proizlazi iz razlike u tlaku; pritisak na dnu objekta u tekućini je veći od onoga na vrhu. Archimedesov princip tvrdi da se na tijelo koje je potpuno ili djelomično uronjeno u tekućinu djeluje uzgonska sila jednaka težini tekućine koju tijelo pomiče. Ako je uzgonska sila veća od sile gravitacije (masa objekta pomnožena s gravitacijskim poljem) koja djeluje na tijelo, objekt će ploviti.
Kako brodovi ostaju na površini?
Brodovi obično ne tonu jer su ispunjeni zrakom i drugim materijalima koji snižavaju njihovu gustoću. Okupite brod težine 100,000 tona i on će potonuti sve dok ne pomakne istu količinu vode. Kada dodate teže predmete poput zlata, brod će potonuti dodatno dok ne pomakne težinu koja odgovara novom teretu.
Primjer s božanskom gustoćom
Kako bismo bolje razumjeli, zamislite vrlo gust objekt težak 1,000 tona, ali otprilike veličine poznatog glumca Dannyja DeVita. Kada ga stavite na brod, očekivali biste da će brod potonuti dublje i time povećati razinu vode. Kada ga bacite preko borda, razina vode bi se mogla smanjiti, ali samo za malo, dok se nivo na kraju stabilizira prema količini vode koju bi Danny DeVito pomaknuo.
Završna misao
U konačnici, razina vode reagira na razne načine ovisno o gustoći objekta i težini tereta. Kada se objekt baci, efekte uzgonske sile promjene i težine treba pažljivo razmotriti. Ako ste ikada sumnjali da znate kako funkcionira plovnost i razina vode, nadamo se da je ovaj članak pružio malo osvježenja vašem znanju. Uvijek je dobro postavljati pitanja i istraživati, bilo kroz znanost ili zabavne zagonetke poput ove!
