Potisak

Mehanika kontinuuma
|
Zakoni Zakon održanja mase Zakon održanja količine kretanja Zakon održanja energije Nejednakost entropije
Mehanika čvrstih tijela Čvrsta tijela · Napon · Deformacija · Teorija konačnih deformacija · Teorija infinitezimalnih napreazanja · Elastičnost (linearna) · Plastičnost · Savijanje · Hookeov zakon · Teorija o otkazu materijala · Mehanika loma · Mehanika kontakta (frikciona)
Mehanika fluida Fluidi · Statika fluida Dinamika fluida · Arhimedov zakon · Bernoullijeva jednačina · Navier–Stokesove jednačine · Hagen–Poiseuilleova jednačina · Pascalov zakon · Viskoznost (Njutnovski fluid · Nenjutnovski fluid) · Potisak · Pritisak
Naučnici Bernoulli · Boyle· Cauchy · Charles · Euler · Gay-Lussac · Hooke · Newton · Pascal · Navier · Stokes

Grafički prikaz sile potiska

Potisak ili uzgon jest sila koja djeluje na sva tijela uronjena u fluide (tekućine i plinove) koji se nalaze u potencijalnom polju sila (gravitacijsko polje, sistem ubrzanja), a nastaje uslijed razlike hidrostatičkih pritisaka koji djeluju na donji i gornji dio tijela.

Da bi izveli formulu za intenzitet te sile, zamislimo da je u neku posudu s tekućinom stavljeno tijelo oblika kocke stranice $\mathbf {} a$ te da je to tijelo tako orijentisano da je jedna njegova ploha paralelna s dnom posude. Kocka je omeđena sa šest ploha i hidrostatički pritisak u tekućini djeluje na svaku od njih. Pritisci na četirima vertikalnim plohama se međusobno poništavaju, s obzirom na to da se sve četiri nalaze na istoj dubini i svaka od njih ima plohu nasuprot sebi na koju djeluje isti srednji pritisak. Stvar je drugačija s dvije horizontalne plohe; gornja ploha se nalazi na nekoj dubini $\mathbf {} h$, a donja ploha se nalazi na dubini $\mathbf {} h+a$. Iz toga slijedi da na gornju plohu prema dole djeluje hidrostatički pritisak.

$\mathbf {} p=\rho gh$

gdje je $\mathbf {} \rho$ gustoća tekućine, a $\mathbf {} g$ je intenzitet gravitacijskog polja, tj. ubrzanje sile teže.

Na donju plohu prema gore djeluje hidrostatički pritisak

$\mathbf {} p=\rho g(h+a)$

Rezultantna sila na tijelo proizlazi iz razlike ta dva pritiska

$\mathbf {} F_{u}=S(\rho gh-\rho gh-\rho ga)=S\rho ga=\rho gV$

gdje je $\mathbf {} S$ površina plohe kocke, a $\mathbf {} V$ volumen kocke.

Silu $\mathbf {} F_{u}=\rho gV$ zovemo potisak i ta sila u gravitacionom polju Zemlje uvijek djeluje prema gore, odnosno u općem slučaju, djeluje u smjeru suprotnom od volumenske sile polja u kojem se nalaze tekućina i uronjeno tijelo. Kako je vidljivo iz formule, intenzitet te sile je zapravo jednak težini tekućine koju je uronjeno tijelo istisnulo, a to ovisi samo o volumenu tijela, ne i o njegovom obliku. Iz toga slijedi da navedena formula vrijedi posve općenito.

Ako je gustoća uronjenog tijela veća od gustoće tekućine, $\mathbf {} \rho _{t}>\rho$, tada će tijelo tonuti jer je težina tijela veća od sile potiska. Ako su gostoće jednake, $\mathbf {} \rho _{t}=\rho$, tada će tijelo mirno lebdjeti u tekućini, a ako je gustoća manja, $\mathbf {} \rho _{t}<\rho$, tada će tijelo isplivati na površinu i ostati uronjeno samo do one dubine na kojoj se uravnotežuju težina tijela i uspon.

Zaključci

• U bestežinskom stanju nema uspona.
• Potisak će se javljati i u smjeru suprotnom od inercijalnih sila, npr. ako tijelo u tekućini rotira zajedno s tekućinom oko neke ose javit će se centrifugalni uspon (vidi inercija i centrifugalna sila).

Također pogledajte

• Zemljina atmosfera
• Fluid
• Statika fluida
• Termoskop
• Podmornica
• Riblji mjehur