Kako plutaju čamci?

Ako netko baci pajser u ocean, on tone, ali brod, koji ima višestruko veću težinu od poluge, uspijeva plutati u vodi. Ovaj zanimljiv fenomen poznat kao uzgona razlog je što čamci plutaju. Svojstva uzgona prvi je opisao grčki matematičar Arhimed, u onome što danas nazivamo Arhimedovim principom. Ovo načelo kaže da bilo koji predmet, potpuno ili djelomično uronjen u tekućinu, podiže sila koja je jednaka težini tekućine koju istisne predmet.

Kažu da je Arhimed otkrio princip u kadi, što ima smisla, jer je kada odlično mjesto za istraživanje uzgona i pomaka. Otkrio je da kada se objekt (kao što je znanstvenik) stavi u tekućinu, razina tekućine raste, jer je objekt istisnuo dio tekućine. Arhimed je shvatio da će svaki predmet stavljen u vodu istisnuti vlastitu težinu ili volumen u vodi, što se ikada dogodi prije. To se zove omjer težine i površine.

Shvatio je da će različiti materijali koji imaju različite gustoće, ali jednak volumen imati različitu uzgonu. Kugla za kuglanje će potonuti, dok će balon napunjen zrakom plutati, iako zauzimaju isti volumen u prostoru. To je zbog veće gustoće kugle za kuglanje. Za razliku od balona, ​​kugla za kuglanje teži više od težine vode koju istiskuje, tako da lopta ima nizak omjer površine i težine. Čamac je u biti šuplja školjka ispunjena zrakom, što znači da ima veliki omjer površine i težine. Stoga će čamac i dalje biti dosta iznad površine kada je istisnuo svoju ekvivalentnu težinu u vodi.

Čamci plutaju zbog svog dizajna. Kad je čamac jako natovaren, spustit će se niže u vodu, jer je njegov omjer površine i težine drugačiji nego kada je čamac lagan. Brod će ostati plutajući i stabilan pod uvjetom da nije preopterećen.

Jednom kada netko zna kako čamci plutaju, može zamisliti kako to da plutaju drugi objekti. Od komada drveta do pataka, omjer težine objekta i površine diktira njegovu uzgonu. Ovo također objašnjava zašto čamci tonu: ako je trup broda probijen, on počinje uzimati vodu, što ga čini gušćim, što uzrokuje da istiskuje više vode. Ako čamac primi dovoljno vode, postat će pretežak da bi ostao plutajući.