Nguvu buoyancy

Hebu kufanya majaribio rahisi: kuchukua kidogo umechangiwa mpira mpira na "imbedded" katika maji. Kama kuzamishwa kina ni hata 1-2 mita, ni rahisi kuona kwamba kiasi yake ni kupunguzwa, yaani, pande zote mpira crimp baadhi nguvu. Kwa kawaida alisema kuwa kuna watu "hatia" hydrostatic shinikizo - vikosi kimwili yeyote kwa maji maji stationary kuzama mwili. Vikosi vya Hydrostatic yeyote kwa mwili kutoka pande zote, na matokeo yao, unaojulikana kama nguvu Archimedes, bado kuitwa kutoa damu kwa nguvu, ambayo sambamba na mwelekeo wa athari zake kwa mwili kuzama katika maji.

Archimedes aligundua sheria yake rena majaribio, na uhalali wake wa nadharia kusubiri kwa karibu miaka 2000 kabla ya Pascal aligundua sheria ya hydrostatics kwa maji stationary. Kwa mujibu wa sheria hii, shinikizo kuambukizwa kwa maji katika pande zote bila kujali eneo la ambayo vitendo juu ya ndege wote bounding maji, na thamani yake ni sawia na P uso na S pamoja dharura ya kawaida. Pascal kufunguliwa na ameenda sheria na uzoefu katika 1653. Kulingana na yeye, juu ya uso wa mwili kuzama katika maji pande zote na shinikizo hydrostatic.

Kudhani kwamba chombo na maji kwa namna ya mwili kuzama mchemraba kina H na L - umbali kutoka uso wa maji kwa uso wa juu. Wakati hii chini amefungwa ni kwa kina H + L. nguvu vector F1, Kaimu juu ya uso wa juu ni moja kwa moja kwenda chini na F1 = r * g * H * S, ambapo r - kioevu wiani, g - kuongeza kasi ya mvuto.

vector nguvu F2, exerted kwenye ndege ya chini kwenda juu, na thamani yake ni uliotolewa na F2 = r * g * (H + L) * S.

wadudu wa vikosi kaimu upande nyuso pande bora, hivyo hatimaye kutengwa kutoka maanani. Buoyancy nguvu F2> F1 na kuelekezwa kutoka chini hadi juu, na masharti ya uso chini ya mchemraba. Kufafanua thamani yake F:

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

Kumbuka kuwa L * S - .. Je kiasi cha mchemraba V, na m kwa r * g = p inawakilisha maji uzito kitengo, kisha formula uzito wa nguvu ARCHIMEDEAN huamua kiasi cha maji sawa na kiasi cha mchemraba, yaani Hii hasa ni uzito wa maji makazi yao kwa mwili. Ni jambo la kuvutia kwa majadiliano juu ya Archimedes 'kanuni inawezekana tu kwa mazingira, ambapo kuna nguvu ya mvuto - katika hali ya weightlessness, sheria haifanyi kazi. Hatimaye, formula ya sheria ya Archimedes ni kama ifuatavyo:

F = p * V, ambapo p - kioevu maalum mvuto.

ARCHIMEDEAN nguvu inaweza kutumika kama msingi kwa ajili ya uchambuzi wa miili buoyancy. hali kwa ajili ya uchambuzi ni uwiano wa uzito wa mwili kubeba Pm na PF uzito maji kwa kiasi sawa na kiasi cha kuzama ndani ya mwili kioevu. Kama Pm = Px, mwili yaliyo katika maji, na kama Pr> PF, sinks mwili. Vinginevyo, mwili anaibuka kama nguvu buoyant ni ndogo kiasi cha ejected recessed sehemu ya mwili wa maji.

Archimedes 'kanuni na matumizi yake ina historia ndefu katika teknolojia, kuanzia na classic mfano wa matumizi ya yote inayojulikana na vifaa kwa balloons na airships yaliyo. Hapa jukumu kwamba gesi inahusu hali ya suala hilo ni maji kabisa simulates. Hivyo, katika mazingira ya hewa kwa kitu chochote buoyancy nguvu yeyote sawa sawa kama katika kioevu. majaribio ya kwanza ya kufanya hewa puto ndege alichukua Montgolfier ndugu - wao kujazwa puto moshi joto, ili uzito wa mfungwa katika puto hewa ilikuwa chini ya uzito wa kiasi hicho cha hewa ya baridi. Hii ilikuwa ni sababu ya kuinua, na thamani yake ilipewa kama tofauti katika uzito wa kiasi cha mbili. kuboresha zaidi na balloons burner, ambayo daima jua kali hewa ndani ya puto. Ni wazi kuwa mbalimbali tegemezi urefu wa burner. Baadaye airships kutumika kwa ajili ya kujaza gesi zenye uzani chini ya ile ya hewa.