Хората масово не разбират защо пироните потъват, а металните кораби плуват

Ние тук с вас редовно бъркаме в най-странните загадки на Вселената – а същевременно широката многомилионна общественост всъщност иска да научи отговорите на по-прости, но все пак забавни въпроси като изложения в заглавието.

Първо обаче трябва да научим малко за отношенията между плътността и плаваемостта. Почти със сигурност сте го учили в училище, но човек забравя и е хубаво да си направите малък опреснителен курс.

Плаваемостта е възходяща сила във флуид (всяка течаща субстанция, включително въздух), която се упражнява върху всички тела в него. Силата идва от налягането в него, което е толкова по-голямо, колкото по-надолу в него се спуска тялото. Налягането на дъното в течността е по-високо, отколкото на върха, което предизвиква тази възходяща сила. Принципът на Архимед гласи, че на тяло, потопено или частично потопено във флуид, действа плавателна сила с големина, равна на теглото на флуида, който то изтласква.

Ако плаващата сила на флуида е по-голяма от силата на падане (масата му, умножена по силата на гравитационното поле) на обекта, поставен в него, обектът ще изплува. Но тела, които са по-плътни от водата (на повърхността), ще тръгнат да потъват, докато силите не се изравнят.

Така че представеният по-горе пирон потъва, защото е по-плътен от водата. Има изключения за по-малките предмети, които могат да бъдат задържани от повърхностното напрежение на водата, но нека не навлизаме в подробности.

Но какво да кажем за корабите? Със сигурност, тъй като стоманата е по-плътна от водата, а товарните кораби са натоварени и със стотици хиляди тонове товар, те трябва да потънат?

Тогава как така не потъват?

Разбира се, един предмет от твърда стомана би потънал, но корабите не са от твърда стомана. Те са пълни с всякакви други материали, включително въздух, който ги държи на повърхността. Така средната плътност на кораба, включително въздуха в него, е по-ниска от тази на водата и затова силата на издигане е по-голяма от тази, която го привлича към дъното – и затова корабът плава. Ако искате корабът да потъне, просто заместете въздуха в него с предмети, които са по-плътни от водата и той ще започне да сляга все повече и повече, докато не измести новото тегло. Продължавайте така и накрая корабът ще потъне на дъното при гвоздея.