{"id":463,"date":"2009-12-17T17:20:16","date_gmt":"2009-12-17T17:20:16","guid":{"rendered":"http:\/\/znanost.geek.hr\/wp\/zato-teretni-brod-ne-potone\/"},"modified":"2023-05-07T08:41:26","modified_gmt":"2023-05-07T06:41:26","slug":"zasto-teretni-brod-ne-potone","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/clanak\/zasto-teretni-brod-ne-potone\/","title":{"rendered":"Kako brod ne potone?"},"content":{"rendered":"\n

Jeste li se ikada pitali kako brod ne potone? Kako je mogu\u0107e da tako te\u0161ka i velika konstrukcija ne tone na dno mora sekundu kad do\u0111e na vodu? Iako se \u010dini kao da je ovo pitanje mo\u017eda vi\u0161e primjereno dje\u010djoj znati\u017eelji, nerijetko se i sami pitamo kako zakoni fizike zaista funkcioniraju. Danas \u0107emo odgovoriti na va\u0161e pitanje!<\/p>\n\n\n\n

Kako brod ne potone? Pa, zahvaljuju\u0107i uzgonu i Arhimedovom zakonu. Tko je u srednjoj \u0161koli ili na fakultetu slu\u0161ao kolegije vezane za mehaniku fluida, sad se vjerojatno hvata za glavu. Bez brige, ne morate se sami prisje\u0107ati o \u010demu se radi jer \u0107emo vam sve detaljno objasniti!<\/p>\n\n\n\n

\u0160to je uzgon?<\/h2>\n\n\n\n

Uzgon je sila kojom teku\u0107ina djeluje na tijelo \u0161to je uronjeno u nju. Sama rije\u010d “uzgon” otkriva u kojem smjeru isti djeluje \u2013 uzdi\u017ee nas natrag na povr\u0161inu. Dobra vijest za nepliva\u010de, zar ne? I plinovi zapravo imaju fenomen sile uzgona, samo \u0161to je to nekako manje zanimljivo nama rekreativcima.<\/p>\n\n\n\n

Formula za silu uzgona, koja se izra\u017eava u Njutnima (N) ba\u0161 kao i svaka druga sila, jest umno\u017eak gusto\u0107e teku\u0107ine, gravitacijske akceleracije (“malo g”) i volumena tijela<\/strong>. Postoje stati\u010dki i dinami\u010dki uzgon \u2013 stati\u010dki je ovaj \u0161to smo ga upravo spomenuli i ljudi uglavnom misle na njega kada ka\u017eu uzgon.<\/p>\n\n\n\n

\"kako
FOTO: SHUTTERSTOCK<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Ilustriranje stati\u010dkog uzgona najbolje se radi kori\u0161tenjem fotografija s Mrtvog mora. Naime, ljudi tamo mogu bez problema le\u017eati na povr\u0161ini vode jer je gusto\u0107a fluida tolika (ovisi o salinitetu) da je uzgon ve\u0107i. Kako brod ne potone? Na slanoj vodi taj posao jo\u0161 je lak\u0161i.<\/p>\n\n\n\n

Dinami\u010dki uzgon djeluje na povr\u0161inu tijela koje se giba u plinu ili teku\u0107ini pa \u0107e zapravo ova vrsta uzgona biti jako bitna pri izradi podmornica, zrakoplova, aviona i sli\u010dnih pokretnih naprava. I ovaj je uzgon svakako zanimljiv, ali on je obi\u010dno tek neki dodatak u ra\u010dunu.<\/p>\n\n\n\n

Generalno, gusto\u0107a vode je zanimljiv i bitan koncept kad odgovaramo na pitanje kako brod ne potone. Poveznica postoji i s “hodanjem na vodi<\/a>“, a gusto\u0107om fluida mo\u017ee se manipulirati i dodavanjem \u0161krobi. Mi \u0107emo ipak ostati na pitanju kako brod ne potone.<\/p>\n\n\n\n

\u0160to ka\u017ee Arhimedov zakon?<\/h2>\n\n\n\n

Arhimedov zakon mo\u017eda ste tako\u0111er ve\u0107 \u010duli, ali sumnjamo da vam ga je netko ponudio kao odgovor na pitanje kako brod ne potone. Arhimed iz Sirakuze bio je fizi\u010dar, astronom i matemati\u010dar koji se smatra jednim od najbitnijih li\u010dnosti u svijetu prirodnih znanosti. Otkrio je takozvani Arhimedov zakon koji je usko povezan s idejom uzgona.<\/p>\n\n\n\n

Teretni brod ne potone zato \u0161to vrijedi Arhimedov zakon koji ka\u017ee da tijelo uronjeno u teku\u0107inu prividno gubi na te\u017eini onoliko koliko te\u017ei teku\u0107ina koju je to tijelo istisnulo<\/strong>. \u0160to to zapravo zna\u010di u praksi i kako je to onda povezano s teretnim brodovima? Dopustite nam da vam ilustriramo ovaj zakon kroz nekoliko primjera.<\/p>\n\n\n\n

Ilustracija Arhimedovog zakona<\/h2>\n\n\n\n

Zamislimo da u kockastu posudu dimenzija 1 dm x 1 dm x 1 dm, do vrha punu vode, stavimo mali kockasti kamen dimenzija 1 cm x 1 cm x 1 cm. Pretpostavimo da, van vode, kamen ima masu 10 g (to odgovara gusto\u0107i kamena od 10 g\/cm3<\/sup>), pa je prema tome njegova te\u017eina otprilike jednaka 10 g puta 10 m\/s2<\/sup> \u0161to iznosi 0.1 N.<\/p>\n\n\n\n

Kada kamen stavimo u vodu, on \u0107e istisnuti volumen vode jednak volumenu kamena, a to je jednako 1 cm3<\/sup>. Kako je gusto\u0107a vode jednaka 1 g\/cm3<\/sup>, to zna\u010di da je masa istisnute vode jednaka 1 g, a pripadna te\u017eina 0.01 N. Dakle, kamen u vodi je istisnuo koli\u010dinu vode koja te\u017ei 0.01 N, pa je prema Arhimedovom zakonu, kamen prividno izgubio na te\u017eini 0.01 N, tj. on sad te\u017ei 0.09 N.<\/p>\n\n\n\n

Zamislimo sada da u vodu stavljamo drvenu kockicu. Pretpostavimo da je gusto\u0107a drva otprilike jednaka 0.5 g\/cm3<\/sup>. Ako sada stavimo takvu kockicu u vodu (tako da bude potpuno pod vodom!), ona \u0107e prividno izgubiti na te\u017eini opet (!) 0.01 N.<\/p>\n\n\n\n

Me\u0111utim, te\u017eina kockice van vode je 0.005 N, tako da bi ukupna te\u017eina te kockice u vodi bila 0.005 N – 0.01 N = -0.005 N, te\u017eina manja od nule! Negativan rezultat zna\u010di da na kockicu djeluje sila u smjeru suprotnom od te\u017eine, dakle, prema gore. Tu se jasno vidi poveznica Arhimedovog zakona i uzgona. Ako se komadi\u0107 drva potpuno potopi pod vodu, a na njega se ne djeluje nekom silom, on \u0107e isplivati!<\/p>\n\n\n\n

Ako se drvena kockica samo do pola uroni u vodu, ona \u0107e na te\u017eini izgubiti samo pola od prija\u0161nje vrijednosti, jer je pripadni istisnuti volumen vode upola manji. U tom slu\u010daju ona je ukupno te\u0161ka 0.005 N – 0.005 N = 0 N, tj. ona je prividno izgubila te\u017einu. To zna\u010di da bi kockica plivala na povr\u0161ini: jednim svojim dijelom ispod vode, a drugim iznad!<\/p>\n\n\n\n

U ovom primjeru s kockicom se krije i odgovor na pitanje kako teretni brod ne potone. Upravo zato jer “na te\u017eini izgubi” upravo toliko koliko iznosi njegova te\u017eina van vode. Time njegova (prividna) ukupna te\u017eina postaje jednaka nuli kao i u slu\u010daju s drvenom kockicom.<\/p>\n\n\n\n

Za\u0161to kamen tone, a brod ne?<\/h2>\n\n\n\n

Mo\u017eda ste odmah povjerovali briljantnom Arhimedu, a mo\u017eda jo\u0161 uvijek imate neke sumnje. Kad bacimo kamen u vodu, taj kamen tone. Sigurni smo da ste to napravili barem nekoliko puta u \u017eivotu \u2013 bacali kamen\u010di\u0107e s obale u more. Ti kamen\u010di\u0107i svakako nisu plivali niti ostali na povr\u0161ini vode.<\/p>\n\n\n\n

Kako je onda mogu\u0107e da brod, teretno vozilo toliko te\u017ee od kamena, pluta? Tu valja uzeti u obzir jo\u0161 jednu bitnu stvar, a to je koli\u010dina zraka koja se nalazi u odre\u0111enom objektu. Poku\u0161at \u0107emo vas jo\u0161 i ovim dodatnim obja\u0161njenjem uvjeriti da je logi\u010dno da brod ne tone, ali morate vrlo pa\u017eljivo \u010ditati i slu\u0161ati. Na kraju \u0107emo jo\u0161 spomenuti najpoznatiji primjer broda koji tone \u2013 Titanik.<\/p>\n\n\n\n

Na odre\u0111eni volumen, brod je svakako manje “gust” od vode jer u sebi sadr\u017ei dosta zraka. Voda istog volumena svakako \u0107e biti te\u017ea jer je gusto\u0107a vode oko 997 kilograma po kubnom metru, dok je zrak tek zanemarivih 1.3 kilograma po kubnom metru. Kad razmislimo o brodovima koji tonu, mo\u017eemo tako\u0111er razmisliti o tome za\u0161to tonu…<\/p>\n\n\n\n

U ve\u0107ini filmova odgovor na pitanje kako brod ne potone prili\u010dno je jasan \u2013 napune se vodom. Njihova gusto\u0107a i njihova masa time se pove\u0107ava, stoga i njihova te\u017eina. Kad pri\u010damo o te\u017eini, pri\u010damo o Njutnima i tu nam je jasno da te\u017eina djeluje upravo suprotno od sile uzgona i na taj na\u010din ju postepeno “pobje\u0111uje”.<\/p>\n\n\n\n

Najjednostavniji na\u010din da skratimo odgovor na pitanje iz podnaslova jest da se upitamo je li te\u017eina onoga \u0161to je uba\u010deno u vodu manja ili ve\u0107a od te\u017eine vode \u0161to to tijelo izbacuje van ili odmi\u010de “prema gore”<\/strong> (voda se ne mo\u017ee nikako modificirati osim da povisi razinu). Kako brod ne potone? Fizika se za to pobrinula, a in\u017eenjeri moraju osigurati mirnu plovidbu.<\/p>\n\n\n\n

\"spa\u0161avanje
FOTO: SHUTTERSTOCK<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Nadamo se da vam je sad jasno da pitanje kako brod ne potone vodi do mnogih drugih pitanja \u2013 kako da \u010dovjek ne potone? Odgovor je sli\u010dan. Jeste li primijetili da su veste za spa\u0161avanje pune zraka i da se mogu napuhati? Ista stvar je s brodi\u0107ima, ali i dje\u010djim rukavicama. Voda ima tako malu gusto\u0107u da uvijek pluta i ilustrira odgovor na pitanje kako brod ne potone.<\/p>\n\n\n\n

\u0160to se dogodilo na Titaniku?<\/h2>\n\n\n\n

Kako brod ne potone? Za\u0161to je Titanik onda potonuo? Kako bismo zaokru\u017eili ovaj primjer, \u017eelimo spomenuti jednu od najve\u0107ih modernih tragedija ikada, a to je potapanje Titanika.<\/p>\n\n\n\n

U to vrijeme, 1911. godine, Titanik se smatrao “nepotopivim” brodom i bio je najve\u0107i i najluksuzniji brod koji je do tada napravljen. Njegova je masa iznosila preko 46 tisu\u0107a tona. Mo\u017eete li uop\u0107e zamisliti koliko je to? Sigurno biste se pitali kako brod ne potone ako je tako te\u017eak, ali sada ve\u0107 znate i odgovor na to pitanje.<\/p>\n\n\n\n

Ipak, 1912. godina bila je fatalna za sve putnike na ovom velikom brodu. \u0160to se dogodilo? Nismo li rekli da brodovi ne tonu zbog Arhimedovog zakona? Da, ali samo dok se ne dogodi neka vrsta o\u0161te\u0107enja ili problema pa u brod krene ulaziti voda. Tada se po\u010dinje de\u0161avati ve\u0107 spomenuti fenomen pove\u0107anja te\u017eine i u nekom trenutku, kad te\u017eina broda postane ve\u0107a od te\u017eine vode koja se podigla oko njega, brod tone velikom brzinom.<\/p>\n\n\n\n

\"Titanik\"
FOTO: SHUTTERSTOCK<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Sigurni smo da je jedan pogled na sliku Titanika dovoljan da se svatko od nas pita kako brod ne potone ako je toliko velik. \u0160to se to\u010dno dogodilo na Titaniku? Danas postoje brojna naga\u0111anja i nitko nije u potpunosti siguran \u0161to je dovelo do ove tragedije koja je usmrtila vi\u0161e od 1500 ljudi, ali se vjeruje da su u pri\u010du bili uklju\u010deni razni faktori. Spomenimo ih.<\/p>\n\n\n\n

Za po\u010detak, neki su okrivili kapetana i posadu za preveliku brzinu kojom je Titanik putovao. Radilo se o ogromnom brodu koji je ipak trebao imati ne\u0161to reguliraniju brzinu \u2013 tako je pretpostavio Robert Essenhigh<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Osim toga, posada Titanika, konkretno osoba koja je bila zadu\u017eena za prijem poruka putem radioprijenosa, nije ozbiljno do\u017eivjela upozorenja vezana za ogromne sante leda koje su bile na putu. Jack Phillips je tu po mnogima glavni krivac, dok neki misle da je poruka trebala biti slana s odre\u0111enim prefiksima koji bi osigurali da i kapetan broda vidi poruku i potvrdi ju. <\/p>\n\n\n\n

Jo\u0161 neki od problema koje su znanstvenici i in\u017eenjeri kasnije spominjali uklju\u010duju nepogodne vremenske prilike, \u010dlanove posade koji su u potpunosti pani\u010darili kad je postalo jasno da \u0107e brod udariti u santu, ali i materijale koji su ostali kao potvrda da je Titanik napravljen iz jeftinijih, recikliranih metala. Kako brod ne potone, odnosno kako to osigurati? Pa, trebalo bi zaista pripremiti sve djelatnike i ne \u0161tedjeti na sigurnosnim provjerama.<\/p>\n\n\n\n

Jednom kad je Titanik udario u santu leda, ogromna koli\u010dina vode po\u010dela je ulaziti u sam brod. Zbog veli\u010dine o\u0161te\u0107enja, brod se vodom punio brzo, a te\u017eina se pove\u0107avala sve br\u017ee i br\u017ee. Na\u017ealost, Titanik nije bio opremljen ni s dovoljno opreme za spa\u0161avanje, \u0161to je tako\u0111er utjecalo na tragi\u010dni ishod. Kad raspravljamo o pitanju kako brod ne potone, odmah moramo raspravljati i o pitanju \u0161to ako bude tonuo.<\/p>\n\n\n\n

Na kraju dana, ni najve\u0107i ni najskuplji brodovi nisu imuni na zakone fizike. Odgovor na pitanje kako brod ne potone nije izmislio \u010dovjek, ve\u0107 priroda, a Arhimed ga je samo zapisao.<\/p>\n\n\n\n

Ukoliko je te\u017eina broda ve\u0107a od te\u017eine vode koju izmi\u010de, nastaju problemi. Mo\u017eemo biti zahvalni na vrlo niskoj gusto\u0107i zraka koja garantira da brod nikad ne\u0107e potonuti, sve dok god u njemu postoji dovoljno zraka i u njega rapidnom brzinom ne ulazi voda. Kad saznamo kako brod ne potone, odnosno kad shvatimo da se radi jednostavno o zakonima prirode, postaje nam jasno da smo ipak izlo\u017eeni opasnostima prirode.<\/p>\n\n\n\n

Ako vas zanima ne\u0161to vi\u0161e o samom Titaniku, mo\u017eete pogledati kultni film koji na zanimljiv na\u010din opisuje doga\u0111aj, ali pokre\u0107e i neke kontroverzne teorije o tome kako i za\u0161to je sam brod potonuo. Ipak, ako niste fanovi romanse, mo\u017eda je bolje da se okrenete u smjeru dokumentaraca! Nadamo se da sada znate odgovor na pitanje kako brod ne potone!<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Jeste li se ikada pitali kako brod ne potone? Kako je mogu\u0107e da tako te\u0161ka i velika konstrukcija ne tone na dno mora sekundu kad do\u0111e na vodu? Iako se \u010dini kao da je ovo pitanje mo\u017eda vi\u0161e primjereno dje\u010djoj znati\u017eelji, nerijetko se i sami pitamo kako zakoni fizike zaista funkcioniraju. Danas \u0107emo odgovoriti na […]<\/p>\n","protected":false},"author":10022,"featured_media":21053253,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","footnotes":""},"categories":[16333],"tags":[16951,17088],"class_list":["post-463","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-fizika","tag-arhimed","tag-brod"],"modified_by":null,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/463","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10022"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=463"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/463\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":21067208,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/463\/revisions\/21067208"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21053253"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=463"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=463"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=463"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}