Přestože se velké lodě po staletí běžně plaví po mořích celého světa, mohou být pro některé lidi stále záhadou. Tváří v tvář tak velkolepým konstrukcím zůstává jedna otázka: proč lodě plují?

Odpověď je jednodušší, než se zdá, a odhalili ji už před staletími námořníci a inženýři, kteří potřebovali řešení pro námořní průzkum. Stručně řečeno, lze na ni odpovědět pomocí dvou pojmů.

Pro ukojení pochybností si tedy řekněme něco více o hustotě a Archimédově principu.

Hustota

Hustota je konfekční hodnota definovaná z poměru hmotnosti na jednotku objemu jakékoli látky. Aby tedy mohl nějaký předmět plout, například loď, musí být jeho hmotnost rozložena ve velkém objemu.

Je to proto, že čím větší je rozložení hmoty, tím menší je hustota objektu. Jinými slovy, zjednodušeně řečeno, odpověď na otázku "proč lodě plují?" zní: protože jejich průměrná hustota je menší než hustota vody.

Jelikož je většina vnitřku lodi tvořena vzduchem, i když má těžké ocelové sloučeniny, je stále schopna plout.

Stejný princip lze pozorovat například při porovnání hřebíku s polystyrenovou deskou. Přestože je hřebík lehčí, klesá kvůli vysoké hustotě ve srovnání s nízkou hustotou polystyrenu.

Archimédův princip

Archimédes byl řecký matematik, inženýr, fyzik, vynálezce a astronom, který žil ve 3. století př. n. l. Mezi svými výzkumy předložil princip, který lze popsat jako:

"Na každé těleso ponořené do tekutiny působí svisle vzhůru síla (tah), jejíž intenzita se rovná hmotnosti tekutiny vytlačené tělesem."

Jinými slovy, hmotnost lodi, která při svém pohybu vytlačuje vodu, způsobuje reakční sílu vody proti lodi. V tomto případě by odpověď na otázku "proč lodě plují?" zněla asi takto: protože voda tlačí loď vzhůru.

Například loď o hmotnosti 1 000 tun působí na svůj trup silou odpovídající 1 000 tunám vody, což zajišťuje její podporu.

Proč lodě plují i v rozbouřených vodách?

Loď je navržena tak, aby i při kolébání způsobeném vlnami stále plula. Je to proto, že její těžiště je umístěno pod jejím těžištěm, což zajišťuje rovnováhu lodi.

Když se těleso vznáší, působí na něj tyto dvě síly. Když se obě centra shodují, je rovnováha lhostejná. V těchto případech tedy objekt prostě zůstává v poloze, ve které byl původně umístěn. Tyto případy jsou však častější u zcela ponořených objektů.

Na druhou stranu při částečném ponoření, jako je tomu u lodí, způsobuje náklon objem pohybující se části vody, který mění těžiště. Vztlak je zaručen, když je rovnováha stabilní, tj. umožňují tělesu návrat do výchozí polohy.

Zdroje : Azeheb, Brazilská škola, EBC, Weg Museum

Obrázky : CPAQV, učitel z Kentucky, plavby po světě, škola v Brazílii