Wydrukuj tę stronę
poniedziałek, 09 kwiecień 2018 08:45

Prawo Archimedesa — o sile wyporu

Siła wyporu Siła wyporu

Człowiek od wieków obserwuje zjawiska występujące w przyrodzie. Chęć uzyskania odpowiedzi na pytania „po co?” oraz „dlaczego?” od zawsze popycha go do prowadzenia licznych eksperymentów i badań. Jednym z ciekawszych, analizowanych zjawisk jest zachowanie przedmiotów w kontakcie z wodą. Jak to się dzieje, że ogromny statek nie tonie, a ważąca kilka ton łódź podwodna może się zanurzać i wynurzać, kiedy tylko zażyczy sobie tego kapitan?

 

Odkrycie greckiego matematyka - prawo wyporu

Kilka wieków przed tym, zanim zaczęto budować okręty grecki matematyk – Archimedes zainteresował się wodą i tym, co dzieje się z różnymi ciałami, które mają z nią kontakt. Jak głosi legenda, podczas jednej z kąpieli odkrył, że na ciała zanurzone w wodzie działa od strony płynu siła, która jest skierowana pionowo do góry. Siła ta wypiera ciała z wody, dlatego została nazwana siłą wyporu. Więcej informacji można znaleźć na stronie: www.fizyka.uniedu.pl.

Dlaczego statek nie tonie, a łódź podwodna wynurza się?

Siła wyporu nie jest jedyną, która działa na przedmiot zanurzony w wodzie. Istnieje jeszcze siła ciężkości, która jest skierowana pionowo w dół. Zależność pomiędzy nimi decyduje o tym, co stanie się z ciałem, gdy zostanie włożone do cieczy. Są trzy możliwości:

  1. Ciało nie opadnie na dno ani nie wypłynie na powierzchnię wody: siła wyporu jest równa sile ciężkości (Fw=Fg).

  2. Ciało wypłynie na powierzchnię wody: siła wyporu jest większa niż siła ciężkości (Fw>Fg).

  3. Ciało opadnie na dno: siła wyporu jest mniejsza niż siła ciężkości (Fw<Fg).

Statek nie tonie, ponieważ podczas jego budowy inżynierowie wzięli pod uwagę między innymi to, że siła wyporu i ciężkości muszą znajdować się w równowadze statycznej. Okręty podwodne mogą swobodnie zanurzać się i wynurzać dzięki manewrowaniu stosunkiem obu sił. Warto wiedzieć, że siła wyporu i ciężkości występują również w stanie gazowym: balon wzniesie się do góry szybciej, gdy zostanie w nim podgrzany gaz lub gdy zrzuci się obciążający go balast, ponieważ siła wyporu będzie wówczas większa niż siła ciężkości.

Siła wyporu a zdobywanie oceanów

Fizyka jest nauką, która pozwala opisać i zrozumieć zjawiska występujące w otaczającym człowieka świecie. Odkrycia poczynione setki lat wcześniej mają do dzisiaj wpływ na życie ludzi, tak jak zrozumienie oddziaływania siły wyporu pozwoliło między innymi zdobyć oceany oraz odbywać podróże balonem.