Vzgon

Animacija prikazuje klado, ki jo položimo v tekočino in v njej plava. Gostoto klade lahko spreminjaš z drsnikom.

Gostota 0.4

Vzgon je sila na telo v tekočini (če je potopljeno ali če plava) in je posledica razlike tlaka na zgornjo in spodnjo ploskev. Če telo splava, je tlak ob spodnji ploskvi večji kot ob zgornji. Spomni se, da je tlak količnik sile in ploskve. Če je tlak spodaj (ploskev v tekočini) večji kot zgoraj (zgornja ploskev je v zraku), kaže rezultanta sil navzgor.

Animacija prikazuje klado, ki jo položimo v tekočino in v njej plava. Gostoto klade lahko spreminjaš z drsnikom. Graf desno spodaj prikazuje, kako se spreminja tlak (p) v odvisnosti od globine. Če je rezultanta sil na telo, vzgon, enaka teži telesa, le-ta plava v tekočini.

Primer:  siva tekočina je voda (gostota 1000 kg/m3), gostota klade je manjša od gostote vode in je izražena kot del gostote vode. Začnimo z gosototo klade 0.4 x 1000 kg/m3 = 400 kg/m3. Približno 40% klade je potopljene, ko plava na vodi. Klada je kocka s stranico 1 m. Najprej poiščimo rezultanto sil na plavajočo kocko z izračunom tlaka ob spodnji ploskvi.

Tlak je odvisen od globine in gostote tekočine ρtekočinegh (kjer je ρ gostota tekočine, g težni pospešek, in h globina tekočine), kolikšen je torej tlak ob spodnji ploskvi? Je pzračni + ρtekočinegh , če vzameno h = 0.4 m. Kolikšen je tlak ob zgornji ploskvi? Je le pzračni. Torej je vsota sil na telo F = Δp S = ρtekočinegh S = 400 N, kar mora biti enako teži kocke, saj je ta v ravnovesju. Zakaj lahko zanemarimo sile na stranske ploskve?

Animacija prikazuje tudi količino tekočine, ki jo je klada izpodrinila . Kolikšna je njena prostornina? Teža izpodrinjene vode nadomesti težo klade. To pomeni, da je vzgon posledica razlike tlakov na različnih globinah in je enak teži izpodrinjene vode, kar kaže tudi spodnja enačba

Fvz = ρtekočinegVizpodrinjene tekočine= ρtekočinegVpotopljeni del telesa

Če je vzgon enak teži telesa, telo plava. Z drsnikom spremeni gostoto klade. Ponovi izračune in videl boš, da je vzgon spet enak teži telesa.

Kaj se zgodi, če s potegom miške potisnemo klado globlje. Kakšno je gibanje klade? Zakaj? Premisli, katere sile delujejo na klado.