Težina i uzgon: zašto brodica pluta
1Lekcija jednostavnim riječima
Brodica pluta jer voda koju istisne teži koliko i ona. Dvije točke, G i B, objašnjavaju cijelu priču.
Težina djeluje prema dolje
Sve na brodici ima težinu: trup, motor, kobilica, voda, gorivo i posada. Sva ta težina djeluje kao da vuče prema dolje kroz jednu točku, težište, označeno slovom G. Kad premjestiš, dodaš ili ukloniš težinu, pomiče se i G. Nisko smještena težina održava G nisko.
Uzgon djeluje prema gore
Voda potiskuje podvodni dio trupa prema gore. Ta sila je uzgon. Arhimedov zakon kaže da je uzgon jednak težini vode koju trup istisne. Brodica uranja dok ta voda ne teži točno koliko i brodica. Težina brodice naziva se istisnina.
Težište istisnine
Uzgon djeluje kao da potiskuje prema gore kroz jednu točku, težište istisnine, označeno slovom B. B je središte podvodnog volumena trupa. Kad se promijeni oblik podvodnog dijela trupa, pomiče se i B.
Uspravno i u mirovanju
Brodica u mirovanju pluta tako da su G i B na istoj okomici. Težina vuče prema dolje, uzgon potiskuje prema gore i sile se poništavaju. Dodaš li težinu, brodica malo uroni dok se uzgon ponovno ne izjednači s težinom. Zato opterećena brodica pluta dublje i ima manje nadvođe, visinu ruba palube iznad vode.
Slana i slatka voda
Slana voda gušća je od slatke. Da bi plutala, brodica mora istisnuti manji volumen slane vode. Zato pri plovidbi motorom iz mora u rijeku ili jezero uroni malo dublje: podvodni volumen poveća se otprilike 2–3 %.
2Ključni podaci
- Arhimed
- Uzgon = težina istisnute vode
- Plutanje
- Istisnina (težina brodice) = uzgon
- Morska voda
- Oko 1,025 t po m³
- Slatka voda
- Oko 1,000 t po m³: brodica pluta malo dublje
3Ključne točke
- 1
G je točka u kojoj djeluje sva težina; pomiče se kad se težina premjesti.
- 2
B je središte podvodnog volumena; kroz njega uzgon djeluje prema gore.
- 3
Dok brodica pluta u mirovanju, njezina težina jednaka je težini istisnute vode.
- 4
Kad brodica miruje uspravno, G i B nalaze se na istoj okomici.
- 5
Dodatni teret znači dublje uranjanje i manje nadvođe.
4Česte pogreške
Pogrešno: Teška brodica pluta jer je izrađena od laganih materijala.
Točno: I čelični brodovi plutaju. Svaka brodica pluta dok njezin trup istiskuje vodu koja teži koliko i ona.
Pogrešno: G i B nepomične su točke koje je označio proizvođač.
Točno: G se pomiče kad god se na brodici premjesti težina. B se pomiče kad se promijeni oblik podvodnog dijela, primjerice kad se brodica bočno nagne.
5Praktični slučaj i ključ za ispit
Nakon ukrcaja prijatelja i zaliha, oznaka vodne linije tvoje jahte nalazi se pod vodom, a nadvođe je mnogo manje. Prijatelj predlaže da sve premjestite na krov kabine. Je li to dobro rješenje?
Prikaži odgovor
Ne. Dodatna težina zahtijeva više istisnute vode pa jahta pluta dublje. Premještanje zaliha na krov kabine ne uklanja težinu, nego podiže G. B je središte novog podvodnog volumena. Teške zalihe drži nisko i u sredini, provjeri dopušteno opterećenje i iskrcaj višak tereta.
Savjeti za ispit
- Arhimedov zakon: uzgon je jednak težini istisnute vode.
- G = težište (težina djeluje prema dolje). B = težište istisnine (uzgon djeluje prema gore).
- Uspravno u mirovanju: težina = uzgon, a G i B nalaze se na istoj okomici.
- Slatka voda manje je gusta od morske: brodica pluta dublje.
Završite ovu cjelinu
Kad je pročitate, odgovorite na tri pitanja. Za završetak cjeline sva tri odgovora moraju biti točna; samo otvaranje stranice ne računa se.
Moje bilješke za ovu cjelinu
Nema bilješki