Iako pitanje izgleda jednostavno, dati odgovor na njega je vrlo teško, ako ne i nemoguće,
osim ako se u obzir ne uzmu razne aproksimacije i pojednostavljenja. Npr., vjerojatno i sam
znaš da kod skoka u vodu postignuta dubina ovisi o položaju tijela.
Proračun sa zanemarivanjem gubitaka (trenje, valovi ...) - Ako se zanemari trenje
između tijela i vode, te ako se pretpostavi da se gubici energije na stvaranje valova vode
mogu zanemariti, izvod nije kompliciran i svodi se na izjednačavanje potencijalnih i kinetičkih energija.
Ako je visina s koje tijelo pada puno veće od dimenzije tijela
tada će ono, u odnosu na plutajući položaj, doseći dubinu od:
(H - visina na koju je tijelo podignuto, u odnosu na plutajuću
visinu, l=
rtijelo
/
rvoda
- omjer gustoća tijela i vode).
Ako je dimenzija tijela usporediva s visinom s koje se tijelo pusti padati, onda gornji
izraz, pod uvjetom da oblik tijela odgovara uspravnoj prizmi ili valjku, prelazi u:
(h - vertikalna dimenzija tijela).
Gornji izrazi vrijede u slučaju ako je tijelo prije pada u potpunosti bilo izvan vode, te
ako potpuno potone pod vodu nakon što ga se pusti.
'Doprinos' valova - Naravno, svako tijelo pri ulasku u vodu uzrokuje znatno kretanje
tekućine, iz jednostavnog razloga što se ona mora maknuti da bi na njeno mjesto došlo tijelo.
Općenito, takav doprinos nije moguće uračunati, budući da on ovisi o obliku tijela.
Međutim, za dani oblik tijela, može se očekivati da će dosegnuta dubina biti manja za
neki faktor koji ovisi samo o tom obliku tijela.
'Doprinos' trenja vode - Ako se pretpostavi da je sila trenja koja potječe od vode
proporcionalna brzini kojom se tijelo giba, onda se gornji izraz za dosegnutu dubinu
mijenja u:
gdje je a parametar koji karakterizira trenje. Za čovjeka koji skače sa 5 metara visine u vodu, on je približno jednak 5, što smanjuje dosegnutu dubinu za čak 7 puta!
Odgovorio:
mr.sc.M.Basletić, PMF