Teretni brod ne potone zato što vrijedi tzv. Arhimedov zakon koji kaže: Tijelo uronjeno u tekučinu će prividno izgubiti na težini onoliko koliko teži tekučina koju je to tijelo istisnulo.

Kako bih to ilustrirao, zamisli da u kockastu posudu dimenzija 1dm x 1dm x 1dm, do vrha punu vode, staviš mali kockasti kamen dimenzija 1cm x 1cm x 1cm. Pretpostavimo da van vode kamen ima masu 10g (to odgovara gustoći kamena od 10g/cm³), pa je prema tome njegova težina otprilike jednaka 10g puta 10 m/s² što iznosi 0.1N. Kada kamen staviš u vodu, on će istisnuti volumen vode jednak volumenu kamena, a to je jednako 1cm³. Kako je gustoća vode jednaka 1g/cm³, to znači da je masa istisnute vode jednaka 1g, a pripadna težina 0.01N. Dakle, kamen u vodi je istisnuo količinu vode koja teži 0.01N, pa je prema Arhimedovom zakonu, kamen prividno izgubio na težini 0.01N, tj. on sad teži 0.09N.

Zamisli sada da u vodu stavljaš drvenu kockicu. Pretpostavimo da je gustoća drva otprilike jednaka 0.5g/cm³. Ako sada stavimo takvu kockicu u vodu (tako da bude potpuno pod vodom!), ona će prividno izgubiti na težini opet(!) 0.01N. Medjutim, težina kockice van vode je 0.005N, tako da bi ukupna težina te kockice u vodi bila 0.005N-0.01N = -0.005N, težina manja od nule !! Negativan rezultat znači da na kockicu djeluje sila u smjeru suprotnom od težine, dakle, prema gore. Zaista, ako pokušaš komadić drva potpuno potopiti pod vodu, morat češ ga držati pod vodom nekom silom, jer inače on ispliva!

Ako drvenu kockicu samo do pola uroniš u vodu, ona će na težini izgubiti samo pola od prijašnje vrijednosti, jer je pripadni istisnuti volumen vode upola manji. U tom slučaju ona je ukupno teška 0.005N-0.005N = 0N, tj. ona je prividno izgubila težinu. To znači da bi kockica plivala na površini: jednim svojim dijelom ispod vode, a drugim iznad!

U ovom primjeru s kockicom se krije i odgovor na tvoje pitanje: teretni brod ne potone upravo zato jer on na težini izgubi upravo toliko koliko iznosi njegova težina van vode. Time njegova (prividna) ukupna težina postaje jednaka nuli kao i u slučaju s drvenom kockicom.

Odgovorio:
mr.sc.M.Basletić, PMF