Síla Archimedů

Geniální Archimedes vyrůstal v rodině matematiků, získal vynikající vzdělání v Alexandrii a strávil celý svůj život v sicilském městě Syracuse. Stal se zakladatelem teoretické mechaniky, úspěšně pracoval na problémech s nalezením plochy a objemu různých postav a těles. Často si vzpomenu na svou slavnou větu: „Dej mi místo postavit a budu pohybovat na zemi!“ A zvolání „Eureka!“ Když otevřel zákon, pojmenovaný po jeho jménu. Ale kromě toho, že byl vynikající vědec v oboru geometrie a mechaniky, a jeho technické úspěchy byly úžasné současníci odvaha nápady a skvělé výsledky. Vybuduje katapulty s vysokým házením, jeho systémem blokové pákové mechanismy dovolil zvednout loď nad vodu a vynalezl jím blok slunečních paprsků spálil římskou flotilu při obléhání Syrakus.

Mezi další objevy, které spojuje historie s názvem tohoto geniálního vědce v oblasti fyziky zůstane navždy Archimedes síla. Toto zjištění bylo spojeno s praktickými potřebami: potřebných k určení klenotníků poctivost, aby korunu pro krále Hiero II. To, co se nyní nazývá specifická hmotnost, byl dobře známý i v těch dnech, ale jak určit výši takového složeného výrobku, nebylo jasné. Legenda tvrdě spojuje objev Archimedova zákona s přijetím lázně vědcem. Podstatou objevu spočívá v tom, že tělo v tekutině působí vztlak Archimedes, jehož definice je předmětem zvláštní pozornosti návrhářů plavecké techniky, zařízení pracující v kapalinách, pod vodou, stejně jako objekty kosmický průmysl - balóny, sondy, vzducholodí, atd .

Klasická formulace zákona říká, že síla Archimedes je rovna hmotnosti kapaliny, která byla přemístěna tělem ponořeným do něj. Podle této definice je vzorec popsán velmi snadno: pokud předpokládáme, že objem tělesa ponořeného do kapaliny je 0 a měrná hmotnost tekutina je p, pak jejich produktem je požadovaná síla Archimedes. Vzorec pro jeho výpočet je následující:

Φα = ρ * 0

Velmi často je tu pokušení kontrolovat zákon Archimedes ve vztahu k plynům - hustota kapaliny a plynu je příliš odlišná. Pro skeptiky je poměrně jednoduchý experiment. V krabici s možností čerpání vzduchu umístíme na stupnici velkou kuličku, například sklo, a vyvážíme její kovovou hmotnost.

Takže, ve vzduchu váha, jeho střela je dáno hmotnosti závaží a může psát rovnici Pm = Pr spokojen, protože objekty jsou vyvážené. Pokud nejprve předpokládat, že princip Archimédův je platná, pak se váha na míč a síla Archimedes FSH a FG, a pak může být přepsána stav rovnováhy:

Pm = Pmi - $ m a Pi = Pi, - Pi, kde Pi a Pi jsou váha koule a váha v prázdnotě. Pak budeme pokračovat jak učil ve škole: Rsh1 - PN = WG1 - FG, kde Rsh1 = WG1 - FG + Photoshop = WG1 + (F w - FG).

Věc zůstává malá: je nutné odhalit obsah tlačících sil pro kouli a činku: Φω = p * Ow a Φι = p * Og.

Nahrazujeme hodnoty tlačných sil do výrazu pro Pm.

Rsh1 = WG1 - FG + PN = WG1 + (p * Osh - p * GR) = WG1 + p * (BOZP - Oz).

Konečně se dostáváme k hmotnosti koule v dutém názory, která je s ohledem na skutečnost, že Osh> Og, nenechává nikoho na pochybách: hmotnost míče ve prázdna více hmotnosti vzhledem k hmotnosti, i když ve vzduchu a jsou vyrovnané: Rsh1 = WG1 + P * (Oš - Og ).

Důvodem tohoto závěru je, že síla Archimedes závisí na specifické hmotnosti vzduchu a objemu míče. V našem případě je třeba zkontrolovat, že tento závěr je velmi jednoduchý - je nutné evakuovat vzduch z krabice. Pokud tak učiníte, můžete osobně ujistit, že zákon je zákon, a je to kdykoliv a kdekoliv - a to jak v kapalině a plynu. Potvrzením toho bude snížená, dříve vyvážená váha, míč.

Přístroj, jehož samotná existence je nepřetržitou ukázkou Archimedova zákona ve všech jeho projevech, je ponorka. Regulace hmotnosti plavidla pro realizaci všech variant pohybů pomocí balastních nádrží je živým příkladem praktického využití velmi starého objevu v moderních podmínkách.