Flytkraft

Låt oss göra ett enkelt experiment: ta lite uppblåst gummiboll och "inbäddade" i vatten. Om nedsänkning djup är även 1-2 meter, är det lätt att se att dess volym minskas, dvs. på alla sidor bollen kommer press viss kraft. Man brukar säga att det är "skyldig" hydrostatiskt tryck - En fysisk krafter som verkar på stationära vätskor nedsänkta kroppen. Hydrostatiska krafter som verkar på kroppen från alla sidor, och deras resulterande, känd som Arkimedes kraft, fortfarande kallas utstötning, vilket motsvarar riktningen av dess effekt på kroppen nedsänkt i en fluid.

Arkimedes upptäckte hans lag rent experimentellt, och dess teoretiska berättigande väntade i nästan 2000 år innan Pascal upptäckte lag hydrostatics för stationär vätska. Enligt denna lag, det tryck som överförs genom vätskan i alla riktningar oberoende av området där den verkar på alla de plan som begränsar vätskan, och dess värde är proportionellt mot ytan P och S längs den normala därtill. Pascal öppnas och kontrolleras lagen om erfarenhet 1653. Enligt honom på ytan av en kropp nedsänkt i vätska på alla sidor av det hydrostatiska trycket.

Antag att kärl med vatten i form av en kropp nedsänkt kub djup H till L - avståndet från vattenytan till den övre ytan. När denna nedre gräns är för en djup H + V. Kraftvektorn F1, som verkar på den övre ytan är riktad nedåt och F1 = r * g * H * S, där r - vätskedensitet, g - accelerationen av tyngdkraften.

Vektorn kraften F2, som utövas på det nedre planet uppåt, och dess värde ges av F2 = r * g * (H + L) * S.

Vektorerna krafter som verkar på sidoytorna inbördes balanserade, så därefter uteslutas från övervägande. Flytkraften F2> F1 och riktas från botten till toppen, och fäst vid bottenytan av kuben. Definiera dess värde F:

F = F2 - F1 = r * g * (H + L) * S - r * g * H * S = r * g * L * S

Notera att L * S - .. Är volymen av en kub V, och m till r * g = p representerar fluiden viktenhet, sedan formelvikten av arkimediska kraften bestämmer vätskevolym lika med volymen av kuben, d.v.s. Det är just vikten av den undanträngda vätskan av kroppen. Det är intressant att prata om Arkimedes princip är möjlig endast för miljön, där det finns tyngdkraften - i förhållanden med tyngdlöshet, inte lagen inte fungerar. Slutligen är formeln för lagen om Archimedes på följande sätt:

F = p * V, där p - vätske specifik vikt.

Arkimedes kraft kan ligga till grund för analysen av flytkroppar. Villkoret för analys är förhållandet mellan viktkroppen laddad Pm och Pf vikt vätska med en volym som motsvarar volymen av den nedsänkt i vätskekroppen. Om Pm = Px, kroppen flytande i vätskan, och om Pr> Pf, kropps sänkor. Annars, framträder kroppen som flytkraften är lika med vikten av den utsprutade försänkta delen av vattenmassan.

Arkimedes princip och dess användning har en lång historia inom teknik, med början med den klassiska exempel på användning av alla kända och flytande anläggningar till ballonger och luftskepp. Här spelade en roll att gasen hänvisar till ett tillstånd av materia som är ganska flytande simulerar. Sålunda, i luften miljön till varje objektflytkraft som verkar besläktad samma som i vätskan. De första försöken att genomföra luftballong flygning tog Montgolfier bröder - de fyllde en ballong med varmt rök, så att vikten av en fånge i en luftballong var mindre än vikten av samma volym av kall luft. Detta var orsaken till hissen, och dess värde definierades som skillnaden i vikt av de två volymer. En ytterligare förbättring var ballonger brännare, som kontinuerligt värmer upp luften inuti ballongen. Det är tydligt att området är beroende av längden på brännaren. Senare på luftskepp som används för fyllning av en gas med en specifik vikt mindre än den för luft.