Karteziánska ponorka

Pomocou Karteziánskej ponorky návštevníci môžu predviesť princíp Archimedovho zákona. Pohybom páky nahor alebo nadol meníme tlak vo valci, ktorý predstavuje uzavretý systém naplnený vodou. Vo valci je okrem vody umiestnená aj plastová fľaša. Zmena tlaku vo valci spôsobí zmenu jej objemu, čo sa prejaví deformáciou fľaše. Na telesá s rozdielnym objemom však pôsobí iná vztlaková sila a aj ich správanie vo vode je iné. Pohybom páky tak dokážeme fľašu premiestňovať z hladiny na dno valca a naopak.

Za tento jav je zodpovedný Archimedov zákon. Platí totiž, že teleso ponorené do kvapaliny je nadľahčované hydrostatickou vztlakovou silou, ktorej veľkosť sa rovná veľkosti tiaže kvapaliny vytlačenej ponorenou časťou telesa. Vidíme, že veľký význam tu zohrávajú dve fyzikálne sily: vztlaková a gravitačná. Ak ponoríme teleso do kvapaliny, môže pritom nastať jedna z troch situácií: 1. vztlaková sila kvapaliny je väčšia ako gravitačná sila pôsobiaca na teleso = teleso pláva na hladine; 2. vztlaková sila kvapaliny je rovná gravitačnej sile = teleso sa voľne vznáša v kvapaline alebo 3. vztlaková sila kvapaliny je menšia ako gravitačná sila = teleso klesá ku dnu. Z toho nám vyplýva, že fľaša v našej Karteziánskej ponorke, ktorá po stlačení páky zmenšila svoj objem, je nadľahčovaná menšou vztlakovou silou a klesá nadol.

Zaujímavým javom, ktorý môžeme pozorovať v rámci tohto exponátu je aj stlačiteľnosť kvapalín a plynov. Môžeme tu totiž vidieť, že pohybom páky dokážeme stlačiť iba fľašu obsahujúcu vzduch a nie samotnú kvapalinu vo valci. Platí totiž, že na rozdiel od vzduchu, kvapaliny sú nestlačiteľné.