v2.0.9783.3270
Fizyka dla każdego
Właściwości materii i płyny · 1 min czytania

Prawo Archimedesa. Kiedy ciało pływa, a kiedy tonie?

Na zanurzone ciało działa siła wyporu, także wtedy, gdy ciało tonie. Samo istnienie tej siły nie wystarcza do utrzymania przedmiotu na powierzchni. Trzeba porównać ją z ciężarem oraz uwzględnić objętość rzeczywiście wypartego płynu.

Opublikowano: 13.10.2026 · Ostatnio zmieniany: 14.10.2026
Wyślij link e-mailem Własna poczta Komentarze: 0

Na zanurzone ciało działa siła wyporu, także wtedy, gdy ciało tonie. Samo istnienie tej siły nie wystarcza do utrzymania przedmiotu na powierzchni. Trzeba porównać ją z ciężarem oraz uwzględnić objętość rzeczywiście wypartego płynu.

Potrzebne wiadomości: Gęstość, ciężar i równowaga sił.

Wartość siły wyporu

Ciśnienie w spoczywającej cieczy rośnie z głębokością. Dlatego dolna część zanurzonego ciała jest naciskana mocniej niż górna. Wypadkowa sił ciśnienia jest skierowana ku górze. Jej wartość jest równa ciężarowi wypartego płynu:

F_w=\rho_p gV_z.

ρp oznacza gęstość płynu, a Vz — objętość jego wypartej części. Dla szczelnego ciała jest to objętość części zanurzonej. We wzorze nie występuje gęstość materiału ciała. Pomijamy napięcie powierzchniowe, wypór powietrza oraz sytuacje, w których ciało szczelnie przylega do dna i płyn nie dociera pod jego spód.

Pływanie

Jeżeli ciało pływa spokojnie i nie jest podtrzymywane, to Fw = mg. Dla jednorodnego ciała o gęstości ρc i objętości V otrzymujemy:

\frac{V_z}{V}=\frac{\rho_c}{\rho_p}.

Gdy średnia gęstość ciała jest mniejsza od gęstości cieczy, równowaga może wystąpić przy częściowym zanurzeniu. Przy większej gęstości nawet całkowite zanurzenie nie daje dostatecznej siły wyporu i swobodnie puszczone ciało zaczyna tonąć. Dla jednakowych gęstości otrzymujemy równowagę przy pełnym zanurzeniu w tym prostym modelu.

Przykład

Drewniany klocek o gęstości 600 kg/m³ pływa w wodzie o gęstości 1000 kg/m³. Zanurzone jest 0,60, czyli 60% jego objętości. Nie musi to oznaczać 60% wysokości dowolnego przedmiotu. Taki wniosek jest poprawny dla klocka o jednakowym poziomym przekroju, ustawionego pionowo.

Jeżeli całkowicie zanurzymy sztywny, zamknięty przedmiot głębiej w cieczy o stałej gęstości, siła wyporu nie wzrośnie: Vz już się nie zmienia. Rosną ciśnienia na górze i na dole, ale ich różnica odpowiedzialna za wypór pozostaje taka sama. Dla ściśliwego przedmiotu, na przykład pęcherzyka gazu, objętość może się zmieniać i ten wniosek wymaga poprawki.

Zadania do tego tematu

Dalsza lektura

Materiał referencyjny

Ostatnie materiały autora

Wszystkie materiały autora »

Komentarze (0)

Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.

Dodaj komentarz

Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto

Emotikony

Zaznacz tekst i wybierz formatowanie lub użyj Ctrl/Cmd+B, I, U w polu komentarza. Znaczniki HTML nie są wykonywane.

Wybór wszystkich komentarzy obejmuje odpowiedzi. Powiadomienia wymagają potwierdzenia adresu; zrezygnujesz z nich przez link w wiadomości.

← Wróć do działu: Teoria Do góry ↑
Nie znalazłeś szukanego materiału? Napisz do nas — pomóż nam rozwijać Fizykę dla każdego.