Konparaketa honek grabitatearen beheranzko erakarpenaren eta goranzko flotagarritasunaren bultzadaren arteko elkarrekintza dinamikoa aztertzen du. Grabitazio-indarrak masa duen materia guztian eragiten duen bitartean, flotagarritasuna fluidoetan gertatzen den erreakzio espezifiko bat da, objektuei flotatzea, hondoratzea edo oreka neutroa lortzea ahalbidetzen dieten presio-gradienteek sortua, haien dentsitatearen arabera.
Nabarmendunak
Flotagarritasuna fluido batean eragiten duen grabitatearen ondorio zuzena da.
Grabitazio-indarrak objektu bat behera erakartzen du; flotazio-indarrak, berriz, gora bultzatzen du.
Objektu bat hondoratzen da bere dentsitatea fluidoaren dentsitatea baino handiagoa bada.
Grabitate zeroan, flotagarritasuna desagertzen da fluidoek jada ez dutelako presio-gradienterik.
Zer da Indar flotagarria?
Fluido batek partzialki edo guztiz murgilduta dagoen objektu baten pisuari aurre egiten dion goranzko indarra.
Murrizketa: Fluido baten aurrean bakarrik existitzen da
Zer da Grabitazio-indarra?
Bi masen arteko erakarpen-indarra, Lurrean pisu gisa sentitzen dena.
Sinboloa: Fg edo W
Iturria: Masa eta distantzia
Norabidea: Bertikalki behera (Lurraren erdigunerantz)
Ekuazio nagusia: Fg = mg (Masa × Grabitatea)
Murrizketa: Materia guztian eragiten du, edozein dela ere ingurunea.
Konparazio Taula
Ezaugarria
Indar flotagarria
Grabitazio-indarra
Indarraren norabidea
Bertikalki gora (Gorantz bultzada)
Bertikalki behera (Pisua)
Objektuaren masaren araberakoa da?
Ez (Desplazatutako fluido-masaren araberakoa da)
Bai (masarekiko zuzenki proportzionala)
Beharrezko bitartekoa
Fluido batean (likido edo gas) egon behar du
Hutsean edo edozein ingurunetan jardun dezake
Dentsitateak eragiten du?
Bai (fluidoaren dentsitatearen araberakoa)
Ez (dentsitatearekiko independentea)
Jatorriaren izaera
Presio-gradientearen indarra
Oinarrizko erakargarritasun-indarra
Zero-G portaera
Desagertzen da (presio gradienterik gabe)
Orainaldian jarraitzen du (elkarrekiko erakarpen gisa)
Xehetasunak alderatzea
Goranzko eta beheranzko tiraketen jatorria
Grabitazio-indarra oinarrizko elkarrekintza bat da, non Lurraren masak objektu bat bere erdigunerantz erakartzen duen. Hala ere, flotatze-indarra ez da oinarrizko indar bat, fluido batean eragiten duen grabitatearen bigarren mailako efektu bat baizik. Grabitateak fluido baten geruza sakonago eta trinkoagoetan indar handiagoz erakartzen duenez, presio-gradiente bat sortzen du; murgildutako objektu baten beheko aldean dagoen presio handiagoak gora bultzatzen du goiko aldean dagoen presio txikiagoak behera bultzatzen duena baino indartsuago.
Arkimedesen printzipioa eta pisua
Arkimedesen printzipioak dioenez, goranzko flotagarritasuna objektuak desplazatzen duen fluidoaren pisuaren berdina da. Horrek esan nahi du litro bateko bloke bat uretan murgiltzen baduzu, litro bateko uraren pisuaren berdina den goranzko indarra jasango duela. Bitartean, blokearen gaineko grabitazio-indarra bere masaren araberakoa da soilik, eta horregatik hondoratzen da berunezko bloke bat, eta tamaina bereko egurrezko bloke bat flotatzen du.
Flotazioa eta hondoratzea zehaztea
Objektu bat igotzen, hondoratzen edo airean gelditzen den indar garbiaren araberakoa da, hau da, bi bektore hauen arteko aldea. Grabitatea flotagarritasuna baino indartsuagoa bada, objektua hondoratzen da; flotagarritasuna indartsuagoa bada, objektua gainazalera igotzen da. Bi indarrak guztiz orekatuta daudenean, objektuak flotagarritasun neutroa lortzen du, itsaspekoek eta urpekariek sakonera ahaleginik gabe mantentzeko erabiltzen duten egoera.
Ingurumenarekiko menpekotasuna
Grabitazio-indarra konstantea da kokapen zehatz batean, objektua airean, uretan edo hutsean egon. Flotazio-indarra inguruko ingurunearen menpe dago neurri handi batean; adibidez, objektu batek flotazio-indarra askoz handiagoa du ozeanoko ur gazian lakuko ur gezatan baino, ur gazia dentsoagoa baita. Hutsean, flotazio-indarra erabat desagertzen da, ez baitago presioa egiteko fluido-molekularik.
Abantailak eta Erabiltzailearen interfazea
Indar flotagarria
Abantailak
+Itsas garraioa ahalbidetzen du
+Igoera kontrolatua ahalbidetzen du
+Itxurazko pisua murrizten du
+Uretan grabitatea konpentsatzen du
Erabiltzailearen interfazea
−Medio fluido bat behar du
−Fluidoaren tenperaturak eragiten du
−Hutsean desagertzen da.
−Objektuaren bolumenaren araberakoa da
Grabitazio-indarra
Abantailak
+Egitura-egonkortasuna eskaintzen du
+Unibertsala eta konstantea
+Atmosferak bere lekuan mantentzen ditu
+Planeta-orbitak gobernatzen ditu
Erabiltzailearen interfazea
−Objektuak erortzea eragiten du
−Karga-pisua mugatzen du
−Energia behar da gainditzeko
−Altitudearen arabera apur bat aldatzen da
Ohiko uste okerrak
Mitologia
Flotagarritasunak benetan flotatzen ari diren objektuetan bakarrik eragiten du.
Errealitatea
Fluido batean murgilduta dagoen objektu orok flotazio-indar bat jasaten du, baita hondoratzen diren astunek ere. Hondoratutako aingura batek ozeanoaren hondoan lehorrean baino pisu gutxiago du, urak oraindik ere gorantz euskarri bat ematen duelako.
Mitologia
Grabitatea ez da existitzen ur azpian.
Errealitatea
Grabitatea lehorrean bezain indartsua da ur azpian. Igeri egiten ari zaren bitartean "pisugabetasun" sentsazioa grabitateari aurre egiten dion flotagarritasun-indarrak eragiten du, ez grabitatearen ezak berak.
Mitologia
Flotagarritasuna grabitatea bezala, oinarrizko indar independentea da.
Errealitatea
Flotagarritasuna indar eratorria da, eta grabitatea existitzeko behar du. Grabitateak fluidoa beherantz erakartzen ez badu presioa sortzeko, ez litzateke goranzko presio-diferentziarik egongo objektuak berriro gora bultzatzeko.
Mitologia
Ur azpian sakonago joaten bazara, flotagarritasuna handitu egiten da presioaren ondorioz.
Errealitatea
Objektu konprimaezin baten kasuan, flotagarritasuna konstante mantentzen da sakonera edozein dela ere. Presio totala handitzen den bitartean sakonerara joan ahala, objektuaren goialdearen eta behealdearen arteko presio *aldea* berdina da.
Sarritan Egindako Galderak
Zer gertatzen da flotagarritasunarekin espazioan edo zero grabitatean?
Benetako zero grabitateko ingurune batean, flotagarritasuna desagertzen da. Hau horrela da, flotagarritasuna grabitateak fluidoa beherantz erakartzen duen presio-gradiente batean oinarritzen delako. Nazioarteko Espazio Estazioan, adibidez, aire-burbuilak ez dira ur-poltsa baten gainera igotzen; besterik gabe, dauden lekuan geratzen dira.
Zergatik flotatzen dute altzairuzko itsasontzi astunek altzairua ura baino dentsoagoa bada?
Ontziek flotatzen dute beren forma dela eta, eta horrek aire bolumen handia barne hartzen du. Ontziaren batez besteko dentsitate osoa (altzairuzko kroskoa gehi aire-espazio hutsa) desplazatzen duen uraren dentsitatea baino txikiagoa da. Bolumen handi horri esker, ontzia bere pisuaren berdina den ur masa desplaza dezake.
Globo batek flotagarritasuna jasaten al du airean?
Bai, flotagarritasuna fluido guztiei aplikatzen zaie, airea bezalako gasak barne. Heliozko puxika bat igotzen da inguruko airea baino dentsitate gutxiago duelako. Airearen flotagarritasun-indarra helioaren eta puxikaren materialaren gaineko grabitazio-indarra baino handiagoa da, eta horrek gorantz bultzatzen du.
Nola kalkulatzen da 'pisu agerikoa'?
Itxurazko pisua objektu baten benetako pisua da, haren gainean eragiten duen flotazio-indarra kenduta ($W_{app} = F_g - F_b$). Horrek azaltzen du zergatik den errazagoa pertsona astun bat igerileku batean altxatzea lehorrean baino; urak bere pisuaren zati bat "eramaten" du zuretzat.
Tenperaturak eragina al du zerbaiten flotagarritasunean?
Bai, tenperaturak fluidoaren dentsitatea aldatzen du. Ur beroa ur hotza baino dentsitate gutxiagokoa da, hau da, flotagarritasun indar gutxiago ematen du. Horregatik funtzionatzen du globo aerostatikoak: globo barruko airea berotzen da kanpoko aire freskoagoa baino dentsitate gutxiagokoa izan arte, eta horrela, saskia altxatzeko nahikoa flotagarritasun sortzen da.
Zein da flotagarritasun positiboaren, negatiboaren eta neutroaren arteko aldea?
Flotagarritasun positiboa gertatzen da flotagarritasun-indarra grabitatea baino handiagoa denean, objektua flotatzea eraginez. Flotagarritasun negatiboa grabitatea indartsuagoa denean gertatzen da, objektua hondoratzea eraginez. Flotagarritasun neutroa indarrak guztiz berdinak direnean gertatzen da, objektua bere uneko sakoneran flotatzen jarraitzea ahalbidetuz.
Zergatik flotatzen dute pertsona batzuek besteek baino hobeto?
Flotatzea gorputzaren batez besteko dentsitatearen araberakoa da. Gorputzeko gantz-portzentaje handiagoa duten pertsonek errazago flotatzen dute, gantza muskuluak eta hezurrak baino dentsitate gutxiagokoa baita. Gainera, biriketako aire kantitateak bolumena nabarmen aldatzen du masa handirik gehitu gabe, eta horrek flotagarritasun-indarra handitzen du.
Nola kontrolatzen dute itsaspekoek beren flotagarritasuna?
Itsaspekoek lasta-tangak erabiltzen dituzte batez besteko dentsitatea aldatzeko. Hondoratzeko, tanke horiek urez betetzen dituzte, grabitazio-indar osoa handituz. Igotzeko, aire konprimitua erabiltzen dute tankeetatik ura ateratzeko, haien masa gutxituz eta flotagarritasun-indarra nagusitzen utziz.
Ur gaziak gauzak hobeto flotatzen laguntzen al ditu?
Bai, ur gazia ur geza baino % 2,5 dentsoagoa da, disolbatutako mineralengatik. Arkimedesen printzipioaren arabera, fluido dentsoago batek flotagarritasun indar handiagoa sortzen du desplazamendu bolumen berarentzat, gizakientzat eta itsasontzientzat ozeanoan flotatzen jarraitzea erraztuz.
Objektu batek flotagarritasuna izan al dezake solido batean?
Fisika estandarrean, flotagarritasuna fluidoei (likidoei eta gasei) bakarrik aplikatzen zaie, solidoak ez baitira presio-gradienteak sortzeko isurtzen. Hala ere, denbora-eskala geologikoetan, Lurraren mantua fluido oso biskoso baten antzera jokatzen du, eta horrek plaka tektoniko gutxiago trinkoei mantu trinkoagoaren gainean "flotatzen" uzten die isostasia izeneko prozesu batean.
Epaia
Edozein masa baten pisua edo orbita-higidura kalkulatzerakoan, aukeratu grabitazio-indarra. Objektuek likido edo gasen barruan nola jokatzen duten aztertzerakoan, hala nola itsasontziak ozeanoan edo globo aerostatikoak atmosferan.