Архимедов закон: Дефиниција и формула

Често, научна открића су резултат пуке шансе. Али само људи са обученим умом могу да схвате важност једноставне случајности и из ње извлаче далекосежне закључке. Захваљујући ланцу случајних догађаја у физици, појавио се Архимедов закон, објашњавајући понашање тела у води.

Суррендер

У Сиракузи о Архимедовим легендама. Једном је владар овог величанственог града довео у питање искреност свог златара. Круна, направљена за владара, морала је да садржи одређену количину злата. Погледајте ову чињеницу повјереној Архимеду.

Архимед је открио да у ваздуху и води тела имају различите тежине, а разлика је директно пропорционална густини тела које се мери. Мјерењем тежине круне у зраку и води, те проведбом сличног експеримента с цијелим комадом злата, Архимед је доказао да је у направљеној круни постојала нечистоћа лакшег метала. Према легенди, Архимед је открио ово откриће у кади, гледајући воду. Оно што се даље десило са непоштеним златарем, историја је тиха, али закључак Сирацусе научника био је основа једног од најважнијих закона физике, који нам је познат као Архимедов закон.

Текст

Резултате његових експеримената описао је Архимед у свом раду “О плутајућим телима”, који је, нажалост, дошао у наше дане само у облику пролаза. Савремена физика описује Архимедов закон као укупну силу која делује на тело уроњено у течност. Плутајућа сила тела у течности је усмерена према горе; његова апсолутна вредност је једнака тежини измењене течности.

Деловање течности и гасова на уроњено тело

Било који предмет уроњен у течност доживљава силе притиска. У свакој тачки на површини тела, ове силе су окомите на површину тела. Ако би ово било исто, тело би се само стиснуло. Али силе притиска се повећавају пропорционално дубини, тако да доња површина тела има више компресије од горње. Можете размотрити и сабрати све силе које дјелују на тијело у води. Добијени вектор њиховог правца ће бити усмерен према горе, тело ће бити избачено из течности. Величина тих сила одређује Архимедов закон. Пливање тела је у потпуности засновано на овом закону и на разним његовим последицама. Архимедове силе дјелују у плиновима. Захваљујући овим силама које гурају, ваздушни бродови и балони лете на небу: због расељавања ваздуха постају лакши од ваздуха.

Физичка формула

Визуално Архимедова сила може се показати једноставним мерењем. Мерење тежине тренинга у вакууму, у ваздуху и води може се видети да се његова тежина значајно разликује. У вакууму је тежина тежине једна, у ваздуху - нешто нижа, ау води - још нижа.

Ако узмемо телесну тежину у вакууму као П _о , тада се њена тежина у ваздуху може описати следећом формулом: Р _в = Р _о - Ф _а;

овде П _° је тежина у вакууму;

Ф _и - моћ Архимеда.

Као што се може видјети из слике, било које радње са вагањем у води знатно олакшавају организам, па се у таквим случајевима мора узети у обзир Архимедова сила.

За ваздух, ова разлика је занемарљива, тако да се обично тежина тела уроњеног у ваздух описује стандардном формулом.

Густина медија и моћ Архимеда

Анализирајући најједноставније експерименте са телесном тежином у различитим срединама, може се закључити да телесна тежина у различитим срединама зависи од масе објекта и густине медијума за потапање. Штавише, гушћа средина, већа је Архимедова моћ. Архимедов закон је повезао ову зависност и густина течности или гаса се одражава у њеној коначној формули. Шта још утиче на ову моћ? Другим речима, на које карактеристике зависи Архимедов закон?

Формула

Архимедова моћ и силе које на њу утичу може се одредити помоћу једноставних логичких закључака. Претпоставимо да се тело одређене запремине, уроњено у течност, састоји од исте течности у коју је уроњена. Ова претпоставка није у супротности са било којим другим предусловима. На крају крајева, силе које делују на тело ни на који начин не зависе од густине овог тела. У овом случају, тело ће вероватно бити у равнотежи, а сила избацивања ће бити компензована гравитацијом.

Тако ће равнотежа тела у води бити описана на следећи начин.

Али гравитација из услова, једнака је тежини течности, коју замењује: маса течности је једнака производу густине и запремине. Замењујући познате вредности, можете сазнати тежину тела у течности. Овај параметар је описан као ρВ * г.

Замењујући познате вредности, добијамо:

Ф = ρВ * г.

Ово је Архимедов закон.

Израчуната формула коју описујемо описује густину густине тела које се истражује. Али у почетним условима речено је да је густина тела идентична густини околне течности. Тако, у овој формули, можете безбедно да замените вредност густине течности. Визуелно посматрање, према којем је сила избацивања већа у гушћем медију, добила је теоријску аргументацију.

Примена Архимедовог закона

Први експерименти, који показују Архимедов закон, познати су из школе. Метална плоча тоне у воду, али се, у облику кутије, може не само задржати на површини, него и носити одређено оптерећење. Ово правило је најважнији закључак из Архимедовог правила, он одређује могућност изградње речних и морских пловила с обзиром на њихов максимални капацитет (расељавање). На крају крајева, густина мора и свежа вода И пловила и подморнице морају бити различити због разлика у овом параметру приликом уласка у ушћа ријека. Погрешна калкулација може довести до катастрофе - брод ће се насукати, а његово подизање ће захтијевати знатне напоре.

Архимедов закон је неопходан и подморничар. Чињеница је да густина морске воде мијења своју вриједност у зависности од дубине роњења. Правилно израчунавање густине омогућава подморничарима да правилно израчунају притисак ваздуха у свемирском оделу, што ће утицати на маневарску способност рониоца и обезбедити безбедно роњење и успон. Архимедов закон такође треба узети у обзир приликом дубоког бушења, велике бушилице губе и до 50% своје тежине, што њихов транспорт и рад мање коштају.