Kvapaliny a tlak
Ako dokáže veľká oceľová loď plávať?
Redakcia Atlasu vedomostí · Publikované 10. 11. 2026
Oceľová loď pláva, lebo priemerná hustota celého trupu aj so vzduchom vnútri je menšia ako hustota vody. Hustota ocele samotnej je veľká a sama o plávaní lode nerozhoduje.
Priemerná hustota, nie hustota plechu
Oceľ v tabuľke atlasu má 7 870 kg/m³. Plná kocka z nej klesne. Loď nie je plná kocka. Väčšinu vonkajšieho objemu tvorí vzduch v trupe. Priemerná hustota je celková hmotnosť deleno vonkajší objem.
Model: hmotnosť 10 000 kg. Aby loď pokojne plávala na vode s 1 000 kg/m³, musí vytlačiť V = 10 000/1 000 = 10 m³. Vztlak ρVg sa potom rovná tiaži. Ak je celý trup schopný ponoriť viac ako 10 m³, loď pláva a časť boku ostáva nad vodou. Ak by vonkajší objem bol len 8 m³, ani úplné ponorenie nevytlačí dosť vody a loď klesne.
Objem samotnej ocele pri tejto hmotnosti by bol asi 1,27 m³. Zvyšok do 10 m³ ponorenej časti je voda vytlačená tvarom, nie oceľou.
Čo sem nepatrí
Porovnanie borovice a železa ako plných látok je iný článok. Tu je konštrukcia. Ponorka berie ten istý vztlak a zámerne mení hmotnosť vodou v nádržiach. Čísla 10 000 kg a 20 m³ nie sú technický list lode z prístavu.
Sily si rozdeľ v lekcii vztlakovej sily. Prechod pláva/klesá pri zmene hustoty je v plávaní a potápaní.
Vyriešené príklady
1. Vytlačený objem
Zadanie. m = 10 000 kg, ρ_vody = 1 000 kg/m³
Vzťah. V = m / ρ
Výsledok. 10 m³
Loď s hmotnosťou 10 t musí ponoriť 10 m³, aby vztlak vyrovnal tiaž.
2. Objem samotnej ocele
Zadanie. m = 10 000 kg, ρ_ocele = 7 870 kg/m³
Vzťah. V_ocele = m / ρ
Výsledok. 1,27 m³
Ak by celá hmotnosť bola oceľ, jej vlastný objem je asi 1,27 m³. Trup zaberá oveľa viac, lebo vnútri je vzduch.
Úloha na precvičenie
Loď má hmotnosť 10 000 kg a vonkajší objem trupu 20 m³. Aká je priemerná hustota?
Odpoveď. 500 kg/m³ Priemerná hustota je 500 kg/m³. Je menšia ako voda, preto môže plávať a ponorená bude len časť vonkajšieho objemu.
Kontrolný zoznam
- Do hmotnosti počítaj oceľ, náklad aj výbavu.
- Do objemu počítaj vonkajší ponorený objem, nie len objem ocele.
- Plávanie: tiaž = vztlak = ρ_vody · V_ponorené · g.
- Plný oceľový kus s hustotou 7 870 kg/m³ by klesol.
- Čísla v príklade sú model, nie údaj konkrétnej lode.
Otázky a odpovede
Odporuje loď článku o dreve a kove?
Nie. Ten porovnáva plné materiály. Loď je dutá. Priemerná hustota a hustota ocele sú dve čísla.
Čo sa stane, keď sa trup naplní vodou?
Vzduch zmizne, priemerná hustota stúpne a loď môže klesnúť. To je tá istá fyzika ako ponorka, ktorá vodu do nádrží vpustí zámerne.
Musí loď vytlačiť svoju hmotnosť?
Áno v tom zmysle, že hmotnosť vytlačenej vody sa rovná hmotnosti lode, ak pokojne pláva.
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.