Warunki pływania ciał
,
Ciało będzie pływało po powierzchni cieczy, jeśli
jego siła wyporu unosząca je do góry, okaże się większa, bądź
przynajmniej równa, niż siła ciężkości ciągnąca do dołu. Największa
siła wyporu pojawi się przy pełnym zanurzeniu ciała, jako że wypiera
ono ciecz tylko zanurzoną w niej częścią, a nie tą wystającą nad
wodę. Tak więc można by powiedzieć, że ciało będzie w cieczy pływało,
jeśli siła wyporu dla maksymalnego zanurzenia, będzie większa, bądź
równa sile ciężkości.

Gdy ciało pływa po powierzchni wody siła ciężkości
jest równoważona przez siłę wyporu (siły ciężkości i wyporu
mają równe wartości, ale przeciwne zwroty). Oczywiście jeśli ciało
nie jest całkowicie zanurzone, to siła wyporu ma jeszcze pewien
„zapas”, dzięki któremu nawet zwiększenie ciężaru ciała
nie spowoduje od razu jego zatonięcia, bo automatycznie może wzrosnąć
siła wyporu. Do momentu aż zanurzy się całe.
Nieco inaczej wygląda sytuacja ciał całkowicie
zanurzonych – łodzie podwodne, zatopione obiekty, balony, tonące
przedmioty itd.

Tutaj mamy dwie główne możliwości
- siła
wyporu jest mniejsza od siły ciężkości – ciało tonie.
- siła
wyporu jest większa od siły ciężkości – ciało wypływa
unosząc się do góry.
Na pograniczu tych dwóch przypadków jest jeszcze
trzeci:
3. siły wyporu i ciężkości są sobie równe –
wtedy ciało pozostaje w bezruchu unosząc się w płynie
Powyższy opis zachowania ciała odnosi się tylko do
sytuacji, w których początkowo ciało znajdowało się w bezruchu. Jeśli
wcześniej nadano mu prędkość może ono chwilowo poruszać się
niezgodnie z powyższymi zasadami (do momentu, w którym tarcie płynu nie
spowoduje jego zatrzymania).
W przypadku ciał wykonanych z jednolitego materiału
można łatwo przewidzieć czy będą one tonęły, czy wypływały na
powierzchnię płynu. Zależy to od gęstości ciał i gęstości płynów
w których miałyby one pływać:
 |
jeżeli gęstość ciała jest większa
niż gęstość płynu (ρciała > ρpłynu),
wtedy ciało będzie tonąć. |
 |
jeżeli gęstość ciała jest mniejsza
niż gęstość płynu (ρciała < ρpłynu),
wtedy ciało będzie wypływać na powierzchnię. |
|