Принцип на Архимед: история и формула

О принципвАрхимед твърди, че силата на плаваемост действа вертикално и нагоре върху тела, потопени изцяло или частично течностиОсвен това, съгласно този принцип, такава сила има същата стойност като теглото на течността, изместена от вкарването на тялото.

Вижсъщо: Хидростатиката - всичко, което трябва да знаете: формули, примери и упражнения

История на принципа на Архимед

Архимед от Сиракуза беше един от най-големите математици и изобретатели на всички времена, обаче, най-известното му откритие е силавплаваемост. Според легендата Архимед открил принципа на плаваемост, докато се къпел във ваната си.

По този повод той осъзна, че сила на звукавВодаизтичащ навън от вашата вана беше равен на потопения обем на собственото му тяло. Според историята Архимед би бил толкова развълнуван от откритието си, че изскочи от ваната си и избяга гол по улиците с писъци „Еврика,иурека! " (Гръцки израз за мъдреца, който е намерил нещо).

Друг разказ съобщава, че Архимед е поискан от крал Хиерон II да проучи състава на корона, която той е поръчал. Царят беше наредил короната му да бъде направена от твърдо злато, но след като я получи, той подозираше, че в ковачницата му може да са използвани други метали. За да изчисти съмненията си, той помолил Архимед да разбере дали короната му е чисто злато или не.

instagram story viewer

Архимед потапя последователно короната и два масивни предмета от чисто злато и сребро в съд, пълен с вода. тежести те бяха точно същите като тези на короната. Правейки това, той осъзна това короната разля по-малко течност от златото, но Повече ▼ течност от сребро, което предполага това Там ли е не тя беше чисто съставена от злато.

Обемът, който изтича от контейнера, е равен на обема на потопения обект.

Плаваемост и принцип на Архимед

Според Принцип на Архимед:

„Всеки обект, изцяло или частично потопен в течност или течност, се задвижва със сила, равна на теглото на течността, изместена от обекта.“

Както видяхме, силата, описана от принципа на Архимед, сега е известна като плаваща сила. Тази сила в модула е равна на теглото на течността, която се измества, когато вкараме тяло в нея. Именно тази сила прави корабите не потъват или дори че сме в състояние плуват по вода.

Теглото на изместената течност е равно на теглото на частта от потопения обект.

формула на тягата

Знаем, че плаваемостта е равна на теглото на течността, изместена от присъствието на потопен обект. Това каза, ако си спомняме връзка между тестени изделия на течността, вашата плътност и неговия обем, можем да запишем плаващата сила по отношение на тях величия, като по този начин улеснява изчисляването на тази сила. Формулата, използвана за изчисляване на плаващата сила, е показана на следващата фигура, проверете я:

И - тяга (N)
д - плътност на течността (kg / m³)
ж - гравитационно ускорение (m / s²)
V - обем на изместената течност (m³)

По отношение на предишната формула е важно да запомните, че обемът на изместената течност е еквивалентен на потопения обем на обекта, освен това не забравяйте, че плътността, използвана във формулата, се отнася до плътностнатечност а не тази на потопения обект.

Вижте също:Принципът на Паскал - определение, формули, примери, приложения и упражнения

Упражнения по принципа на Архимед

Въпрос 1) (Enem) По време на строителните работи по клуб група работници трябваше да премахнат масивна желязна скулптура, поставена в дъното на празен плувен басейн. Петима работници завързаха въжета за скулптурата и се опитаха да я изтеглят, но без успех. Ако басейнът е пълен с вода, ще бъде по-лесно за работниците да премахнат скулптурата, като:

а) скулптурата ще плава. По този начин мъжете няма да имат нужда да се напрягат, за да премахнат скулптурата от дъното.
б) скулптурата ще бъде с по-малко тегло.По този начин интензивността на силата, необходима за повдигане на скулптурата, ще бъде по-малка.
в) водата ще упражнява сила върху скулптурата, пропорционална на нейната маса и нагоре. Тази сила ще се добави към силата, която работниците прилагат, за да отменят действието на силата на тежестта на скулптурата.
г) водата ще упражнява низходяща сила върху скулптурата и тя ще получава възходяща сила от пода на басейна. Тази сила ще помогне да се отмени действието на силата на тежестта в скулптурата.
д) водата ще упражнява сила върху скулптурата, пропорционална на нейния обем и нагоре. Тази сила ще добави към това, което правят работниците, и може да доведе до сила нагоре, по-голяма от теглото на скулптурата.

Шаблон: Буква д

Резолюция:

Силата, която водата от басейна упражнява върху скулптурата, зависи от нейния обем. Тази сила от своя страна действа във вертикална посока, сочи нагоре и е равна в модул на теглото на водата, изместена от статуята, което улеснява нейното отстраняване, следователно правилната алтернатива е буква д.

Въпрос 2) (UPF) Ивицата по-долу показва айсберг, чийто обем е частично потопен (9/10 от общия му обем) в морска вода. Като се има предвид, че плътността на морската вода е 1,0 g / cm³, проверете алтернативата, която показва плътността на леда, в g / cm³, от която се състои айсбергът.

а) 0,5
б) 1.3
в) 0.9
г) 0,1
д) 1

Шаблон: Буква В

Резолюция:

Тъй като теглото на айсберга е равно на теглото на водата, изместена от самия айсберг, трябва да извършим следното изчисление:

Въпрос 3) (UFPR) Твърд предмет с маса 600 g и обем 1 литър е частично потопен в течност, така че 80% от неговия обем е потопен. Като се има предвид ускорението поради гравитацията, равно на 10 m / s², маркирайте алтернативата, която представя специфичната маса на течността.

а) 0,48 g / cm³
б) 0,75 g / cm³
в) 0,8 g / cm³
г) 1,33 g / cm³
д) 1,4 g / cm³

Обратна връзка: Буква Б

Резолюция:

Първо, трябва да помним, че ако тялото плава, теглото му е равно на плаващата сила, така че: