Noste
- Noste on kappaletta kannatteleva voima, jonka suuruus on sama, kuin kappaleen syrjäyttämän nesteen (tai kaasun) paino.
- Kappale voi nosteen vaikutuksesta kellua tai leijua. Silloin kappaleen paino ja siihen kohdistuva noste ovat yhtä suuret.
- Kappale voi nosteesta huolimatta myös olla uponnut. Silloin noste on pienempi kuin paino.
Kelluminen
- Kappale pysyttelee nesteen pinnalla niin, että osa siitä on pinnan yläpuolella.
Kuva: Kelluvan kappaleen noste esimerkin avulla Ⓔ kappaleena pikkuinen puuvene ja kaksi kaveria
- Veneellä ja matkustajilla on jokin massa Ⓔ m = 200 kg
- Massaa vastaa maan vetovoimasta johtuva paino Ⓔ G = 2000 N
- Kelluvaan kappaleeseen vaikuttava noste on yhtä suuri kuin paino Ⓔ F = 2000 N
- Noste on yhtä suuri kuin kappaleen syrjäyttämän veden paino eli F = G
Syrjäytetyn veden tilavuus on yhtä suuri kuin veneen uponnut osa.
Veden tiheys on noin 1,00 kg/dm3, joten vesi painaa noin 10 N per litra.
Joten veneen uponnut eli pinnan alla oleva tilavuus Ⓔ V = 200 l eli dm3
Fakta: Kelluva kappale uppoaa aina juuri sen verran, että noste on yhtä suuri kuin sen paino. Newtonin 1. lain mukaan levossa olevaan kappaleeseen vaikuttava kokonaisvoima on nolla, joten voimien täytyy tasapainottaa toisensa. Kelluvan aineen tiheys on pienempi kuin nesteen, joka sitä kannattelee. Kappale voi kuitenkin kellua myös siksi, että se on ontto kuten vaikkapa vene on.
Leijuminen
- Leijuminen tarkoittaa sitä, että "uiva" kappale on levossa pyrkimättä pintaan tai pohjaan.
- Kappale leijuu, jos sen tiheys on yhtä suuri kuin ympäröivän nesteen (tai kaasun)
Ⓔ Järvessä voi leijua muoviroskaa tai puunlehtiä, joiden tiheys on tarkalleen sama kuin veden tiheys
Ⓔ Monet kalat osaavat leijua eli pysytellä paikoillaan polskimatta käytännössä ollenkaan
Ⓔ Kuumailmapallo leijuu ilmassa. Pallon kuuma ilma on harvempaa ja siten kevyempää kuin tiheämpi ulkoilma. Pallon antama noste riittää kumoamaan korin ja matkustajien painon.
Uppoaminen
- Uppoava kappale löytyy pohjasta.
- Noste on pienempi kuin kappaleen paino, joten noste vain keventää kappaletta.
- Nosteen lisäksi tasapainotilaan tarvitaan siis tukivoimaa - järven pohjasta, kannattelevista käsistä tai jostakin muusta.
Ⓔ Kivi uppoaa veteen, koska sen tiheys on noin 2,5 kg/dm3, mikä on suurempi kuin veden, noin 1,00 kg/dm3. Kiven nostaminen järven pohjasta on kuitenkin nosteen ansiosta helpompaa kuin kuivalla maalla.
Ⓔ Veneen ankkuri valmistetaan tiheästä aineesta, jotta siihen kohdistuisi mahdollisimman vähän nostetta.