U kakvoj su vezi podmornica i Arhimedov zakon?

A kako glasi Arhimedov zakon?

Na svako telo potopljeno u tečnost deluje sila potiska koja je jednaka težini tečnosti koja je istisnuta telom.

37972874 Arhimedova statua u Italiji

Potisak se javlja kada se neko telo zaroni u tečnost ili gas. Pritisak u fluidima (tečnosti i gasovi) deluje u svim pravcima i povećava se s porastom dubine.

Zato je pritisak koji deluje naniže na gornju stranu tela manji od pritiska koji deluje naviše na njegovu donju stranu (dno tela). Usled toga se javlja rezultujuća sila koja je usmerena vertikalno naviše tj. sila potiska.

Tada na telo deluju dve sile u vertikalnoj ravni, sila potiska (vertikalno naviše) i sila Zemljine teže (vertikalno naniže). Ove sile deluju duž istog pravca u suprotnim smerovima.

Sila potiska se računa kao proizvod gustine tečnosti u koju je telo zaronjeno, zapremine dela tela koje je potopljeno u tečnosti i gravitacionog ubrzanja. Sila Zemljine teže koja deluje na telo se računa kao proizvod mase tog tela i gravitacionog ubrzanja.

U zavisnosti od toga koja od ovih sila je većeg intenziteta, telo koje je zaronjeno u tečnost može da ispliva na površinu (sila potiska veća od težine tela) i kreće se vertikalno naviše, da lebdi (kada su ove sile istih intenziteta) ili da tone (sila potiska je manja od težine tela) i kreće se vertikalno naniže.

Da li će telo koje je zaronjeno u tečnost da pliva (isplivava na površinu tečnosti), tone ili lebdi, može se objasniti i preko odnosa gustine tela i tečnosti u koju je ono zaronjeno. U slučaju kada je gustina tela veća od gustine tečnosti, telo tone; kada je njegova gustina manja od gustine tečnosti, telo pliva; a kada su ove gustine jednake, telo lebdi.

Zaranjanje ili izranjanje podmornice

Većina podmornica ima dva korita između kojih se nalaze rezervoari za vodu. Da bi podmornica zaronila potrebno je povećati njenu srednju gustinu, što se radi otvaranjem ventila i puštanjem vode u rezervoare za balast iz kojih izlazi vazduh i podmornica tone (roni).

Kada se potopi, sila potiska je održava da lebdi. Pri izranjanju voda se ispumpava iz rezervoara sabijenim vazduhom, smanjuje se srednja gustina podmornice, pa pošto je ona tada manja od gustine vode, podmornica se kreće vertikalno naviše. Kontrolom balasta reguliše se brzina kojom podmornica tone ili isplivava.

Eksperiment kojim se potvrđuje Arhimedov zakon:

a) Kada se teg okači na oprugu, ona se istegne.
b) Ako se teg zaroni u tečnost, iz te posude će biti istisnuta određena količina vode, a opruga će, usled sile potiska, biti manje istegnuta.
c) Ako se istisnuta tečnost ulije u posudu koja se nalazi između opruge i
tega, opruga će se ponovo istegnuti kao u slučaju a).