Kvapaliny a tlak
Ako ponorka mení svoju hĺbku?
Redakcia Atlasu vedomostí · Publikované 10. 11. 2026
Ponorka klesá, keď do balastných nádrží vpustí vodu. Vonkajší objem sa takmer nemení, hmotnosť áno, priemerná hustota stúpne nad hustotu okolitej vody. Na vynorenie vodu vytlačí.
Hmotnosť sa mení, objem takmer nie
Predstav si teleso s vonkajším objemom 1 000 m³. Aby sa vo vode s hustotou 1 000 kg/m³ vznášalo, musí mať hmotnosť 1 000 000 kg. Priemerná hustota je vtedy presne hustota vody, vztlak sa rovná tiaži.
Ak nádrže nabrá 50 m³ vody, pribudne 50 000 kg. Objem trupu ostáva 1 000 m³. Nová hustota je 1 050 kg/m³. Vztlak pri plnom ponorení je stále ρ·V·g vody, tiaž je väčšia, teleso klesá. Na vynorenie sa voda z nádrží vytlačí a hmotnosť klesne. Stlačený vzduch je nástroj, ktorým vodu pošleš von. Nie je to „ľahký plyn namiesto vztlaku“.
Čo model nevie
Neopisuje konkrétnu ponorku, hĺbku ponoru ani pevnosť trupu. V skutočnosti tlak v hĺbke trup mierne stlačí a zmení objem. Školský prvý model berie objem ako stály, aby bolo vidieť úlohu hmotnosti. Kormidlá počas jazdy menia smer, nie priemernú hustotu v pokoji.
Tá istá myšlienka je pri plastovej fľaši, len v litroch. Loď je prípad, keď je priemerná hustota zámerne pod vodou a nádrže ju nemajú dostať nad ňu. Simulácia, v ktorej posunieš hustotu nad 1 000 kg/m³, je plávanie a potápanie.
Vyriešené príklady
1. Po nabratí 50 m³ vody
Zadanie. pôvodná hmotnosť 1 000 000 kg, prírastok 50 000 kg, V = 1 000 m³
Vzťah. ρ = m / V
Výsledok. 1 050 kg/m³
Priemerná hustota 1 050 kg/m³ je väčšia ako voda. V modeli ponorka klesá.
Úloha na precvičenie
Akú hmotnosť musí mať teleso s objemom 1 000 m³, aby sa vo vode 1 000 kg/m³ vznášalo?
Odpoveď. 1 000 000 kg Hmotnosť je 1 000 000 kg. Vztlak a tiaž sa rovnajú a teleso nejde ani hore, ani dole.
Kontrolný zoznam
- Vonkajší objem ber v modeli ako stály.
- Pridaná voda zvyšuje hmotnosť.
- Vznášanie nastane, keď sa priemerná hustota rovná hustote vody.
- Stlačenie trupu v hĺbke model zanedbáva.
- Čísla sú školský príklad, nie výtlak konkrétneho plavidla.
Otázky a odpovede
Poháňajú ponorku plutvy samy do hĺbky?
Hĺbkové kormidlá ju natočia počas plavby. Trvalú zmenu „či je ťažšia ako voda“ robia nádrže. Tento článok je o nádržiach.
Čím sa voda z nádrží dostane von?
Stlačeným vzduchom, ktorý vodu vytlačí. Vzduch sa nespotrebuje ako palivo vztlaku. Zníži hmotnosť tým, že vodu pošle preč.
Súvisí to s fľašou?
Áno princípom. Fľaša aj ponorka menia hmotnosť vnútri pri podobnom vonkajšom objeme. Líšia sa technika a rozmery.
Súvisiace články
Súvisiace lekcie
Zdroje a predpoklady
- Zaokrúhlené školské hodnoty a vzťahy použité v simuláciách Atlasu vedomostí
Odbornú recenziu konkrétnou osobou tento text neuvádza. Autorom je Redakcia Atlasu vedomostí.