Är tyngden för ett föremål större på havsbotten än på land?
När ett föremål befinner sig på havsbotten påverkas den av ett tryck från vätskepelaren (och luften) ovanför. Trycket beror på att vattenmolekylerna utövar en tryckkraft på föremålets yta. Om nu denna tryckkraft verkar på föremålet, ökar då dess tyngd?
Tyngden är något högre på havsbotten, men det har inget med vattnet att göra. Kan du komma på varför?
Kanske eftersom man är närmre Jordens masscentrum, och gravitationen är lite starkare, vilket medför att tyngdfaktorn g också blir högre?
Men utifrån detta: är det så att om något påverkas av ett tryck så kan man inte likställa det med att den påverkas av en tryckkraft (i den meningen att t.ex. en bok som ligger på ett bord påverkar bordet med en tryckkraft som är lika stor som mg för boken), eftersom kraften som kommer från det som ger upphov till trycket fördelar sig på en yta, och betraktas därför som tryck?
Jag menar, när man står på land så påverkas inte tyngden av att man påverkas av lufttrycket, men molekylerna i luften påverkar forfarande olika föremål med en tryckkraft när de är i kontakt med föremålet. Så varför märks inte den kraften av på något sätt, som att den accelererar något föremål, är ökar dess tyngd?
Exakt, man är närmre jordens mitt och då blir tyngdkraften större. Tyngd och tyngdkraft är samma sak. Man utsätts för större krafter om man har ett helt hav ovanför sig, men det påverkar inte tyngdkraftens värde.
Ok, tack, jag tror jag förstår lite bättre nu. Men, för att vara säker: Om jag står på havsbotten så är jag i vila, och den resulterande kraften på mig är noll. Då påverkas jag av min egen tyngd(kraft), och kraften från vätskepelaren ovanför mig. Normalkraften från havsbotten som jag står på borde väl vara summan av min tyngd och tryckkraften från vätskepelaren på mig för att kunna hålla mig i jämvikt, samtidigt som min tyngd inte har ändrats? Så om jag skulle stå på en våg, skulle den visa samma massa som jag har på land?
Det där med tryck är lite lurigt, för trycket verkar åt alla håll lika mycket. Om du befinner dig på ett visst djup så är trycket lika stort åt alla håll. Låt säga att du befinner dig 100 meter under vattnet. Då är trycket från vattnet på det djupet ungefär p=h*rho*g=100*1000*10=10^6 Pa=1 MPa. Vattnet trycker på dig med 1 MPa nedåt, men det trycker också på dig uppåt med 1 MPa. Det trycker dig till höger med 1 MPa och snett nedåt till vänster med 1 MPa. Det trycker på dig från alla riktningar med 1 MPa. Vattnet försöker liksom "trycka in dig i dig själv", lite som när man kramar en snöboll. Det betyder att vattnets tryck inte påverkar kraftbalansen, dvs det krävs ingen motkraft/normalkraft som balanserar tryckkraften.
Nu är det en sanning med modifikation, för det är bara sant om man befinner sig i en punkt. Om du svävade i vattnet skulle dina kroppsdelar vara på något olika djup. Dina fötter kanske är 1,5-2 meter längre ner i vattnet om du svävar upprätt. Det betyder att trycket är lite högre vid fötterna än det är vid huvudet. Det betyder att vattnet på fötterna trycker dig uppåt lite mer än vad vattnet på huvudet trycket ner dig. Det är det som ger upphov till lyftkraften som man kan beräkna som F=V*rho*g.
Tänk att du väger 100 kg, din kropp rymmer runt 75 liter och att du står på havsbotten. Du påverkas då av tyngdkraften Fg=mg=100*10 N=1000 N=1 kN nedåt. Samtidigt påverkas du av lyftkraften Fl=V*rho*g=0,075*1000*10 N=750 N=0,75 kN uppåt. Mellanskillnaden, 1-0,75=0,25 kN, motsvarar normalkraften från havsbotten.
Som du kan se har det ingen betydelse på vilket djup havsbotten befinner sig, kraftjämvikten ser likadan ut ändå. Däremot kommer din kropp att "pressas ihop" mer av trycket på det större djupet. Det kanske verkar lite motsägelsefullt, men hängde du med på ett ungefär?
Ja, tack så jättemycket för en superbra förklaring!
