4. Bublinky vzorové riešenie

Na celú úlohu si stačilo len uvedomiť pár faktov a nakoniec ich spojiť. Prvým faktom je, že plyny sú stlačiteľné a keď ich chceme stlačiť, musíme na ne pôsobiť silou, ktorá rastie so stlačením. Ľahko sa o tomto presvedčíme tak, že zoberieme striekačku, zapcháme otvor a stlačíme ju – skúste si to.

Toto je spôsobené tým, že plyn sa skladá z veľkého počtu rýchlych molekúl, ktoré narážajú o steny nádoby, v ktorej sa plyn nachádza. Preto plyn tlačí na stenu nádoby silou, ktorú voláme tlaková sila¹. Molekuly sú však v plyne nariedko – sú medzi nimi veľké medzery, a teda na stenu nádoby môžeme jednoducho zatlačiť zvonka a plyn sa tým stlačí do menšieho objemu. Molekuly sa však vtedy urýchlia o pohybujúcu sa stenu, začnú tlačiť čím ďalej, tým viac, až sa tlaková sila vzduchu vyrovná sile, ktorou tlačíme na piest (na piest zvonka ešte tlačí aj okolitý vzduch, tieto dve sily sa spolu sčítavajú).

Ďalším faktom bude zvyšovanie hydrostatického tlaku vody so zvyšujúcou sa hĺbkou. Tento jav je dobre cítiť pri potápaní, zvyšovanie tlaku je cítiť najmä zvyšujúcou sa bolesťou v uchu. Pôvod je v tiažovej sile pôsobiacej na vodu. Tiažová sila sa „snaží“ vodu tlačiť nadol, čím ju veľmi máličko aj stláča² a takto stlačená voda potom pôsobí na potápača zo všetkých strán hydrostatickou tlakovou silou.

Teraz sa prizrime na úlohu. Keď sa bublina nachádza vo vode, je stláčaná tlakovou silou, ktorá je vo vode. Táto sila je iba tlak vynásobený plochou, na ktorú pôsobí, čiže povrchom bubliny. Tento tlak vo vode sa zvyšuje so zvyšujúcou sa hĺbkou, lebo jeho podstatná časť je tvorená práve hydrostatickým tlakom.³ Potom sa však aj stlačenie bubliny zvyšuje so zvyšujúcou sa hĺbkou, a teda bublina sa počas svojej cesty nahor zväčšuje.