Page 112 - fizika_VII_LM

110 Mechanikai jelenségek. Folyadékok statikája 5. FEJEZET

▶ A tengeralattjáró egy olyan hajó, Jegyezd meg!
amely képes a víz felszínén és a víz
alatt is haladni. Amikor a víz alatt Arkhimédész törvénye
van, a kiszorított víz térfogata nem Egy nyugalomban lévő fluidumba (folyadék vagy gáz) merített testre olyan
változik, így az arkhimédészi erő függőleges, alulról felfelé irányuló erő hat, amely egyenlő a test által kiszorí-
sem. Leereszkedéskor a speciális tar- tott fluidum súlyával:
tályait megtöltik vízzel, ezzel megnö-

velik a tengeralattjáró súlyát. Amikor F = G kisz�f� = ρ fluidum ∙ V ∙ g
kisz�
A
a tartályait kiürítik, és megtöltik →

F

sűrített levegővel, a súlya csökken, Ezt az erőt arkhimédészi erőnek nevezzük és -val jelöljük. Az arkhimé-
A
és a tengeralattjáró felemelkedik. dészi erő támadópontja a nyomásközéppont. A folyadékban teljesen elmerülő
homogén testek esetén a nyomásközéppont egybeesik a súlyponttal. Az arkhi-
médészi erő nő a folyadékba mártott test térfogatával és a folyadék sűrűségével.
Kísérletezz!
4. Tengeralattjáró a laborban
⚫ Szükséged lesz: magas pohárra, jól záró kisméretű
műanyag palackra, 6 darab 50 banis érmére (a számuk a
palack méretétől függ).
⚫ Mit kell tenned?
Csavard a kupakot szorosan a palackra, majd tedd a
vizet tartalmazó pohárba. Vedd ki a palackot a pohárból,
és tegyél bele egy érmét.
Miután rácsavartad a kupakot, tedd vissza a vízbe.
▶ A batiszkáf egy nagyon magas Ismételd meg a lépéseket, mindegyik lépésnél újabb érmét helyezve a palackba.
nyomásra tervezett mélytengeri ⚫ Mit veszel észre?
tengeralattjáró (kapszula), amely Az első esetben a palack úszik a vízen. Minél több érme van a palackban,
kutatási célokat szolgál. A batiszkáf
lemerülését az óceánba, majd fel- annál mélyebbre süllyed. Bizonyos számú érme esetén a palack teljesen víz
emelkedését, a tengeralattjárónál alá kerül, és egyensúlyban lebeg a vízben. Még több érme behelyezése után a
is alkalmazott szerkezet biztosítja. palack a pohár aljáig süllyed.
A batiszkáf is speciális tartályokat, ⚫ Hogyan magyarázod?
ballaszttartályokat használ a felhaj- A palackra két erő hat: a függőleges, lefelé irányuló saját súlya és a függőle-
tóerő szabályozására.
ges, felfelé irányuló arkhimédészi erő. Az érmék behelyezésével a palack súlya
nő, és egyre jobban süllyed.
Jegyezd meg!
→

Egy fluidumba mártott testre két erő hat: a test súlya ( ), függőlegesen lefelé,

G
→
F

és az arkhimédészi erő ( ), függőlegesen felfelé. Három esetet különbözte-

A
tünk meg:
→
I. eset (7. ábra): G > F , a test elsüllyed egy látszólagos súlynak ( ) neve-

G

l
A

zett erő hatására. G = G − F

G > F G = F G < F II. eset (8. ábra): G = F , a két erő eredője nulla, a test abban a mélységben

l
A

A
A
A
A
lebeg a vízben, ahol éppen van.
→

III. eset (9 a. ábra): G < F , a test felemelkedik egy felhajtóerőnek ( ) neve-

F

f
A

zett erő hatására. F = F − G

f
A
Miközben a test kiemelkedik a vízből, az általa kiszorított folyadék térfo-
gata csökken, csökkentve az arkhimédészi erőt is. Az úszás feltétele akkor tel-
7. ábra 8. ábra 9. ábra jesül, ha a felhajtóerő nulla. Tehát, egy test csak akkor úszik a folyadék felszí-

nén, ha F = G (9. b ábra).

A