Ó zásadavArchimedes tvrdí, že síla vztlak působí svisle a nahoru na těla zcela nebo částečně ponořená dovnitř tekutinyNavíc podle tohoto principu má taková síla stejnou hodnotu jako hmotnost kapaliny, posunutá vložením tělesa.
Dívej setaky: Hydrostatika - vše, co potřebujete vědět: vzorce, příklady a cvičení
Historie Archimédova principu
Archimedes ze Syrakus byl jedním z největších matematici a vynálezci všech dob však jeho nejslavnějším objevem byl sílavvztlak. Podle legendy objevil Archimedes princip vztlaku při koupeli ve své vaně.
Při této příležitosti si uvědomil, že objemvVodavytéká ven z vany se rovnal ponořenému objemu jeho vlastního těla. Podle příběhu by Archimeda jeho objev tak vzrušil, že vyskočil ze své vany a běžel nahý ulicemi s křikem "Heuréko,"aureka! “ (Řecký výraz o tom, že mudrc něco našel).
Další příběh uvádí, že Archimedes požadoval král Hieron II prozkoumat složení koruny, kterou si objednal. Král nařídil, aby jeho koruna byla vyrobena z masivního zlata, ale po jeho obdržení měl podezření, že v jeho kovárně mohly být použity jiné kovy. Aby očistil své pochybnosti, požádal Archimeda, aby zjistil, zda jeho koruna je či není zlato.
Archimedes postupně namočil korunku a dva mohutné předměty z čistého zlata a stříbra do nádoby naplněné vodou. závaží byly přesně stejné jako ty na koruně. Tím si to uvědomil koruna vylila méně kapaliny než zlato, ale více kapalina než stříbro, což tomu nasvědčovalo Je to tam Ne byl čistě složen ze zlata.
Vztlak a Archimédův princip
Podle Archimédův princip:
„Jakýkoli předmět, zcela nebo částečně ponořený do kapaliny nebo kapaliny, je poháněn silou rovnající se hmotnosti kapaliny vytlačené předmětem.“
Jak jsme viděli, síla popsaná Archimédovým principem je nyní známá jako vztlaková síla. Tato síla se v modulu rovná hmotnosti kapaliny, která je přemístěna, když do ní vložíme těleso. Je to tato síla, která dělá lodě neklesají nebo dokonce, že jsme schopni plavat na vodě.
tahový vzorec
Víme, že vztlak se rovná hmotnosti kapaliny vytlačené přítomností ponořeného předmětu. To znamená, pokud si pamatujeme vztah mezi těstoviny tekutiny, vaše hustota a jeho objem, můžeme vztáhnout vztlakovou sílu z hlediska těchto velikosti, což usnadňuje výpočet této síly. Vzorec použitý k výpočtu vztlakové síly je uveden na následujícím obrázku, zkontrolujte jej:
A - tah (N)
d - hustota kapaliny (kg / m³)
G - gravitační zrychlení (m / s²)
PROTI - objem vytlačené tekutiny (m³)
Pokud jde o předchozí vzorec, je důležité si uvědomit, že objem vytlačené tekutiny je ekvivalentní ponořenému objemu předmětu, navíc si pamatujte, že hustota použitá ve vzorci odkazuje na hustotaztekutina a ne to ponořeného objektu.
Podívejte se také:Pascalův princip - definice, vzorce, příklady, aplikace a cvičení
Cvičení na Archimédově principu
Otázka 1) (Enem) Během stavebních prací v klubu musela skupina pracovníků odstranit mohutnou železnou sochu umístěnou na dně prázdného bazénu. Pět dělníků přivázalo lana k plastice a bez úspěchu se ji pokusili vytáhnout. Pokud je bazén naplněn vodou, bude pro dělníky snazší sochu odstranit, protože:
a) socha se vznáší. Tímto způsobem se muži nebudou muset namáhat, aby odstranili sochu ze dna.
b) socha bude lehčí. Tímto způsobem bude intenzita síly potřebná ke zvednutí sochy nižší.
c) voda vyvíjí na sochu sílu úměrnou její hmotnosti a nahoru. Tato síla se přidá k síle, kterou pracovníci dělají, aby zrušili působení váhové síly sochy.
d) voda bude působit na sochu silou dolů a bude přijímat sílu nahoru z podlahy bazénu. Tato síla pomůže zrušit působení váhové síly v plastice.
e) voda vyvíjí na sochu sílu úměrnou jejímu objemu a směrem nahoru. Tato síla přidá k tomu, co dělníci dělají, a může mít za následek vzestupnou sílu větší než hmotnost sochy.
Šablona: Písmeno e
Řešení:
Síla, kterou bazénová voda působí na sochu, závisí na jejím objemu. Tato síla zase působí ve svislém směru, směřuje nahoru a v modulu se rovná hmotnosti vody vytlačené sochou, což usnadňuje její odstranění, proto je správnou alternativou písmeno e.
Otázka 2) (UPF) Pás níže ukazuje ledovec, který má svůj objem částečně ponořený (9/10 z celkového objemu) do mořské vody. Vzhledem k tomu, že hustota mořské vody je 1,0 g / cm³, zkontrolujte alternativu, která udává hustotu ledu v g / cm³, která tvoří ledovec.
a) 0,5
b) 1.3
c) 0,9
d) 0,1
e) 1
Šablona: Písmeno C.
Řešení:
Jelikož se hmotnost ledovce rovná hmotnosti vody vytlačené samotným ledovcem, musíme provést následující výpočet:
Otázka 3) (UFPR) Pevný předmět o hmotnosti 600 g a objemu 1 litru je částečně ponořen do kapaliny, takže 80% jeho objemu je ponořeno. Vzhledem k gravitačnímu zrychlení rovnému 10 m / s² označte alternativu, která představuje měrnou hmotnost kapaliny.
a) 0,48 g / cm3
b) 0,75 g / cm3
c) 0,8 g / cm3
d) 1,33 g / cm3
e) 1,4 g / cm3
Zpětná vazba: Písmeno B
Řešení:
Nejprve si musíme pamatovat, že pokud je těleso plovoucí, jeho váha se rovná vztlakové síle, takže:
Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-arquimedes.htm