Oppdriftskraften

La oss gjøre et enkelt eksperiment: ta litt oppblåst gummiball og "integrert" i vann. Hvis nedsenking dybde er enda 1-2 meter, er det lett å se at volumet reduseres, dvs. på alle sider ballen vil krympe litt kraft. Det er vanlig å si at det er "skyldig" hydrostatisk trykk - A fysiske krefter som virker på stillestående væske nedsenket legeme. Hydrostatiske krefter som virker på legemet fra alle sider, og deres resulterende, kjent som Archimedes kraft, fremdeles kalt utkast, som tilsvarer retningen for sin effekt på legeme som er neddykket i en væske.

Arkimedes oppdaget hans lov rent eksperimentelle og sin teoretiske begrunnelse ventet i nesten 2000 år før Pascal oppdaget loven om hydrostatikk for stasjonær væske. I henhold til denne lov, vil trykket som overføres gjennom fluidet i alle retninger, uavhengig av et område hvor det virker på alle flyene som avgrenser væsken, og dens verdi er proporsjonal med overflate P og S langs den loddrett derpå. Pascal åpnet og sjekket loven om opplevelsen i 1653. Ifølge ham, på overflaten av et legeme nedsenket i væsken på alle sider av det hydrostatiske trykket.

Anta at kar med vann i form av et legeme som er neddykket kube dybde H til L - avstand fra vannflaten til toppflaten. Når denne nedre grense er for en dybde H + L. Den kraftvektor F1, som virker på den øvre flate er rettet nedover og F1 = r * g * H * S, hvor R - væske tetthet, g - akselerasjon av tyngdekraften.

Vektoren kraft F2, som utøves på den nedre plan oppover, og dens verdi er gitt ved F2 = r * g * (H + L) * S.

Vektorene av krefter som virker på sideflatene innbyrdes balanserte, så senere utelukket fra betraktning. Oppdriftskraften F2> F1 og rettet fra bunn til topp, og er festet til bunnflaten av kuben. Definere sin verdi F:

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

Legg merke til at L * S - .. Er volumet av en terning V, og m til r * g = p representerer fluidvektenhet, så formelen vekten av den arkimediske kraften bestemmer volumet av fluid som tilsvarer volumet av kuben, d.v.s. Dette er nettopp vekten av væsken fortrengt av kroppen. Det er interessant å snakke om Arkimedes prinsipp er mulig bare for miljøet, hvor det er tyngdekraften - i forhold til vektløshet, ikke loven ikke fungerer. Til slutt, er formelen for loven om Arkimedes som følger:

F = p * V, der p - væskeegenvekt.

Arkimediske kraft kan tjene som grunnlag for analysen av oppdriftslegemene. Betingelsen for analyse er forholdet mellom vektlegemet lastet Pm og Pf vekt væske med et volum lik volumet av den nedsenkede inn i væskelegemet. Hvis Pm = Px, det legeme som flyter i væsken, og dersom Pr> Pf, kroppen synker. Hvis ikke, fremkommer det legeme som den oppdriftskraft som er lik vekten av den utsprøytede forsenkede parti av vannlegemet.

Arkimedes prinsipp og bruken har en lang historie i teknologi, starter med klassisk eksempel på bruk av alle kjente og flytende anlegg til ballonger og luftskip. Her spilte det en rolle at gassen refererer til en tilstand av materie som er ganske flytende simulerer. Således, i luften miljøet til et vilkårlig objekt oppdriftskraft som virker beslektet samme som i væsken. De første forsøkene på å gjennomføre luft ballongferd tok Montgolfier brothers - De fylte en ballong med varm røyk, slik at vekten av en fange i en luftballong var mindre enn vekten av det samme volumet av kald luft. Dette var årsaken til heisen, og dens verdi er definert som forskjellen i vekt mellom de to volumer. En ytterligere forbedring var ballonger brenner, som kontinuerlig varmer opp luften inne i ballongen. Det er klart at det område, avhengig av lengden av brenneren. Senere luftskip som benyttes for fylling av en gass med en spesifikk vekt mindre enn den for luft.