Arhimedov zakon je jedan od temeljnih principa fizike koji je formulirao grčki matematičar, fizičar i inženjer Arhimed. Ovaj zakon opisuje silu uzgonu koju tekućina (ili plin) vrši na tijela koja se nalaze u njoj. Sila uzgona jednak je težini izgubljene tekućine, odnosno plina, ako se tijelo uroni u tekućinu ili plin.
Zašto je ovaj zakon važan? Upravo zbog toga što nam pomaže razumjeti zašto neki objekti plutaju na vodi, dok drugi tonu. Osim toga, Arhimedov zakon koristi se u izračunima vezanim uz plovnost brodova, podmornica te drugih plovila, ali i u raznim inženjerskim i znanstvenim područjima.
Ključna pravila i svojstva Arhimedovog zakona su:
1. Sila uzgona koju tijelo doživljava je jednaka težini tekućine/displaziranog plina.
2. Sila uzgona uvijek djeluje prema gore.
3. Ovisi o gustoći tekućine ili plina u kojem se tijelo nalazi.
Primjeri:
1. Kako plutaju lađe? Kada lađa ulazi u vodu, voda koja je istisnuta stvara silu uzgona jednak težini vode koja je pomaknuta.
2. Zašto balon pun helija leti? Helij, zbog svoje manje gustoće od zraka, uzrokuje veću silu uzgona, što rezultira uzlijetanjem balona.
3. Kako pluta limun u čaši vode? Limun, zbog svoje manje gustoće od vode, uzrokuje uzgon veći od njegove težine, što ga održava na površini vode.
Tipične pogreške koje se javljaju prilikom primjene Arhimedovog zakona uključuju zanemarivanje gustoće tijela ili tekućine, zanemarivanje sile težine tijela te nepravilno određivanje volumena tijela.
Savjet: prije nego što primijenite Arhimedov zakon, uvijek prvo odredite gustoću tijela i tekućine u kojoj se nalazi.
Pitanja za samoprovjeru:
1. Zašto tijelo uronjeno u tekućinu doživljava silu uzgona?
2. Što se događa s tijelom koje je manje gusto od tekućine u kojoj se nalazi?
3. Kako se sila uzgona mijenja ovisno o gustoći tijela?
Rješenja:
1. Tijelo doživljava silu uzgona zbog istisnute tekućine koja je jednaka težini tijela.
2. Tijelo koje je manje gusto od tekućine u kojoj se nalazi će plutati na površini.
3. Što je tijelo manje gusto, sila uzgona će biti veća.