Съдържание
Всички течности са течности, но интересното е, че не всички течности са течности. Всичко, което може да тече - например газ - е флуид и може да създаде плаваща сила. Плавателността се причинява, когато области с по-високо налягане под обект упражняват сила нагоре към области с по-ниско налягане. Количеството на плаващата сила, която течността упражнява, обаче се определя от обема на предметите и според принципа на Архимед.
Паскал и налягане
Преди да разберете как разликите в налягането на течността могат да повлияят на плаваемостта, първо трябва да разберете как налягането се държи в течностите. Принципът на Паскал гласи, че когато налягането се промени на всяко място в затворена система, тази промяна на налягането ще се усети еднакво във всяка точка в тази система и във всички посоки. Този принцип е този, който позволява на хидравличните системи да функционират. Той също така диктува, че в тялото на течност, където няма допълнителни фактори, които влияят върху налягането, налягането ще остане постоянно и равномерно. На Земята обаче обикновено има поне още една сила, която причинява отклонение в налягането на течност и тази сила е гравитацията.
Дълбочина и разлика
Гравитацията дърпа надолу към всичко, което има маса. Следователно, когато гравитацията се изтегли надолу върху течно тяло, теглото на течността в горните части на тялото се натрупва върху течността в долните части, създавайки степен на нарастващо налягане, докато се движите надолу в тази течност. Например, ако се гмурнете дълбоко в езеро, ще почувствате нарастващ натиск в ушите си - и може би дори срещу тялото си - колкото по-дълбоко се гмуркате. Ако спрете да плувате надолу, по-високото налягане под вас ще ви тласне назад към областта на по-ниско налягане. По този начин гравитацията е създала динамика на налягането, която диктува, че под потопения обект винаги ще има по-голямо налягане, отколкото над него.
Архимед и сума
Гръцкият философ и математик Архимед предприе това разбиране за натиск с една стъпка по-нататък и осмисли защо течността прилага определено количество възходяща сила към даден обект и го кара да се издига и да плува или позволява да потъне. Той определи, че силата нагоре е равна на теглото на водата, изместена от потопения предмет. Например водата тежи един грам на кубически сантиметър. Ако потопите топка с обем 25 кубически сантиметра, ще сте изместили 25 грама вода. Следователно получената плаваща сила върху тази топка ще бъде 25 нютона (нютоните са единици, измерващи силата). Тази плаваща сила винаги се основава на масата на изселената вода, но не и на масата на обекта.
Плътност като решение
Плътността е в крайна сметка факторът, който определя дали даден обект ще плава, потъва или ще остане неутрално плаващ в течност. Например, ако тази топка от 25 кубически сантиметра е куха и напълнена с въздух, тя ще бъде по-лека от 25-те грама вода, която е изместила, и ще плава. Ако топката е направена от по-плътен материал, като желязо, тя може да бъде много по-тежка и бързо да потъне до дъното на тялото. Ако потопите топка, която тежи точно 25 грама, обаче, плаващата сила няма да я изведе на повърхността, а просто ще я предпази от потъване. Тази топка ще остане неутрално подвижна в тялото на течността, докато не се действа от външна сила.