Arkimedes kraft

Genius Archimedes växte upp i en familj av matematik, fick en utmärkt utbildning i Alexandria och levde hela sitt liv i den sicilianska staden Syracuse. Han blev grundaren av teoretisk mekanik, framgångsrikt arbetat med problemet att hitta den yta och volym av olika former och organ. Ofta minns hans berömda frasen "Ge mig en plats att stå och jag kommer att flytta jorden!" Och utropet "Eureka!" När han öppnade lagen, uppkallad efter hans namn. Men dessutom var han en framstående vetenskapsman inom geometri och mekanik, och hans ingenjörslandvinningar var fantastiska samtida mod idéer och bra resultat. Han byggde en katapult med vysokopritselnym kasta systemet dess block arm mekanism gör det möjligt att lyfta fartyget ovanför vattnet, och de uppfann ett block solntseotrazhayuschih speglar brände romerska flottan under belägringen av Syrakusa.

Bland andra upptäckter som ansluter historia med namnet på denna briljanta vetenskapsman i fysik för alltid kommer att förbli Archimedes kraft. Denna upptäckt var associerad med praktiska behov: Krävs för att bestämma juvelerare ärlighet, att göra en krona för kungen Hiero II. Vad som nu kallas den specifika vikten, var välkänd även i dessa dagar, men hur man bestämmer mängden av en sådan komplex produkt, var det inte klart. Legend länkar hårda öppna Arkimedes princip ta ett bad forskare. Kärnan i upptäckten ligger i det faktum att kroppen i vätskan fungerar flytkraft Archimedes, vars definition föremål för särskild uppmärksamhet designers av simning tekniker, enheter som arbetar i vätskor, under vattnet, liksom föremål flygteknik - ballonger, sonder, luftskepp, etc. .

Den klassiska formuleringen av lagen står att flytkraft lika med vikten av vätska som förskjuter en kropp nedsänkt i den. Enligt denna definition formeltecken mycket enkelt: om vi antar att volymen av en kropp nedsänkt i en vätska är lika med O, och den andel av vätske - p, då deras produkt är den önskade Arkimedes kraft. Formeln för beräkningen skrivs på följande sätt:

F = p * Om

Mycket ofta det är frestande att sätta på prov Archimedes princip när det gäller gaser - för mycket olika densitet av vätska och gas. För skeptiker har en ganska enkel experiment. I boxning, med luftevakuering plats på skalor stor boll, till exempel, glas och metall vikter för att balansera det.

Så i luften bollens vikt balanseras av vikten av vikterna och kan skriva ekvationen Pm = Pr nöjd, eftersom saker balanseras. Om en början antar att Arkimedes princip är giltigt, då vikten på bollen och kraft Archimedes FSH och FG och sedan jämviktstillstånd kan skrivas:

Pm = Rsh1 - FSH och Pr = WG1 - FG där Rsh1 WG1 och boll vikt och vikten i vakuum. Fortsätt sedan vi som lärs ut i skolan: Rsh1 - PN = WG1 - FG, där Rsh1 = WG1 - FG + Photoshop = WG1 + (F w - FG).

Nu måste vi - behöver för att avslöja innehållet i flytkrafter till bollen och vikter: PN = p * Osh och FY = p * Gr.

Göra substitutionsvärdena för flytkrafter i uttrycket för Rsh1.

Rsh1 = WG1 - FG + PN = WG1 + (p * Osj - p * Gr) = WG1 + p * (OSH - Oz).

Slutligen får vi till vikten av kulan i den ihåliga uttryck, som, med tanke på det faktum att Osj> Og, lämnar inget tvivel: vikten av bollen i tomrummet mer vikt till vikt, även om i luften och de är balanserade: Rsh1 = WG1 + p * (Osj - Og ).

Anledningen till denna slutsats är att Arkimedes kraft beror på den specifika vikten av luften och volymen av en sfär. I det här fallet, kontrollera denna slutsats är mycket enkel - det är nödvändigt att pumpa luft ur lådan. Om du gör detta kan du själv se till att lagen är lagen, och det sker när som helst, var som helst - både i flytande och gas. Bevis på detta utelämnas den tidigare balanserade vikter, boll.

Enhet vars existens - kontinuerlig demonstration av Arkimedes princip i alla dess former, är en ubåt. Reglering av viktkärlet för att förverkliga alla resealternativ med hjälp av ballasttankar - ett levande exempel på användning i praktiken är mycket gamla upptäckter i moderna förhållanden.