Archimedes 'princip: historie og formel

O principiArchimedes hævder, at styrken af opdrift virker lodret og opad på kroppe helt eller delvist nedsænket i væskerIfølge dette princip har en sådan kraft desuden den samme værdi som væskens vægt, forskudt ved indføring af kroppen.

Seogså: Hydrostatik - alt hvad du behøver at vide: formler, eksempler og øvelser

Historien om Archimedes 'princip

Archimedes af Syracuse var en af ​​de største matematikere og opfindere af alle tid, men hans mest berømte opdagelse var styrkeiopdrift. Ifølge legenden opdagede Archimedes princippet om opdrift, mens han badede i sit badekar.

Ved denne lejlighed indså han, at bindiVandflyder ud fra dit badekar var lig med det nedsænkede volumen af ​​hans egen krop. Ifølge historien ville Archimedes have været så begejstret for sin opdagelse, at han sprang ud af sit badekar og løb nøgen gennem gaderne og skrigende “Eureka,ogureka! " (Græsk udtryk om, at vismanden har fundet noget).

En anden fortælling rapporterer, at Archimedes blev anmodet om af konge Hieron II at undersøge sammensætningen af ​​en krone, han havde bestilt. Kongen havde beordret, at hans krone skulle være lavet af massivt guld, men da han modtog den, mistænkte han, at andre metaller kunne have været brugt i hans smedje. For at fjerne sin tvivl bad han Archimedes om at finde ud af, om hans krone var rent guld eller ej.

Archimedes dykkede successivt kronen og to massive genstande lavet af rent guld og sølv i et kar fyldt med vand. vægte de var nøjagtigt de samme som kronen. Ved at gøre dette indså han det kronen spildte mindre væske end guldet, men mere væske end sølv, hvilket antydede det Er det derovre? ingen det var rent sammensat af guld.

Volumenet, der strømmer fra beholderen, er lig med det nedsænkede genstands volumen.

Opdrift og Archimedes 'princip

Ifølge Archimedes 'princip:

"Enhver genstand, helt eller delvist nedsænket i en væske eller væske, drives frem af en kraft svarende til vægten af ​​den væske, der forskydes af genstanden."

Som vi har set, er den styrke, der er beskrevet af Archimedes 'princip, nu kendt som den kraftige styrke. Denne kraft er lig i modulet med væskens vægt, som forskydes, når vi indsætter et legeme i det. Det er denne kraft, der gør skibe synker ikke eller at vi er i stand til det flyde på vand.

Vægten af ​​det fortrængte fluid er lig med vægten af ​​den del af den nedsænkede genstand.

trykformel

Vi ved, at opdrift svarer til vægten af ​​den væske, der fortrænges af tilstedeværelsen af ​​en nedsænket genstand. Når det er sagt, hvis vi husker forholdet mellem pasta af væsken, din massefylde og dens volumen, kan vi skrive den kraftige kraft i form af disse storhed, hvilket letter beregningen af ​​denne kraft. Formlen, der bruges til at beregne den flydende kraft, er vist i følgende figur, tjek den ud:

OG - tryk (N)
d - væsketæthed (kg / m³)
g - tyngdekraftsacceleration (m / s²)
V - volumen af ​​fortrængt væske (m³)

Med hensyn til den foregående formel er det vigtigt at huske, at volumenet af fortrængt væske svarer til objektets nedsænkede volumen. Husk desuden, at densiteten anvendt i formlen refererer til massefyldeafvæske og ikke det af den nedsænkede genstand.

Se også:Pascals princip - definition, formler, eksempler, applikationer og øvelser

Øvelser på Archimedes 'princip

Spørgsmål 1) (Enem) Under byggearbejde på en klub måtte en gruppe arbejdere fjerne en massiv jernskulptur placeret i bunden af ​​en tom swimmingpool. Fem arbejdere bandt reb til skulpturen og forsøgte at trække den op uden succes. Hvis poolen er fyldt med vand, vil det være lettere for arbejdere at fjerne skulpturen, da den:

a) skulptur vil flyde. På den måde behøver mænd ikke at anstrenge sig for at fjerne skulpturen fra bunden.
b) skulptur vil være lettere i vægt. På denne måde vil den krævede styrke for at løfte skulpturen være lavere.
c) vand vil udøve en kraft på skulpturen, der er proportional med dens masse og opad. Denne kraft vil blive føjet til den kraft, som arbejderne laver for at annullere handlingen af ​​skulpturens vægtkraft.
d) vand vil udøve en nedadgående kraft på skulpturen, og det vil modtage en opadgående kraft fra poolbunden. Denne kraft hjælper med at ophæve virkningen af ​​vægtkraften på skulpturen.
e) vand vil udøve en kraft på skulpturen, der er proportional med dens volumen og opad. Denne kraft vil føje til, hvad arbejderne gør, og kan resultere i en opadgående kraft, der er større end vægten af ​​skulpturen.

Skabelon: Bogstav e

Løsning:

Den kraft, som poolvandet udøver på skulpturen, afhænger af dens volumen. Denne kraft virker igen i lodret retning, peger opad og er i modul lig med vægten af ​​det vand, der er forskudt af statuen, hvilket letter fjernelsen, derfor er det rigtige alternativ bogstav e.

Spørgsmål 2) (UPF) Strimlen nedenfor viser et isbjerg, der har dets volumen delvist nedsænket (9/10 af dets samlede volumen) i havvand. I betragtning af, at tætheden af ​​havvand er 1,0 g / cm³, skal du kontrollere det alternativ, der angiver isens densitet, i g / cm³, som udgør isbjerget.

a) 0,5
b) 1.3
c) 0,9
d) 0,1
e) 1

Skabelon: Bogstav C

Løsning:

Da isbjergets vægt er lig med vægten af ​​vand, der fortrænges af selve isbjerget, skal vi udføre følgende beregning:

Spørgsmål 3) (UFPR) Et fast objekt med en masse på 600 g og et volumen på 1 liter nedsænkes delvist i en væske, så 80% af dets volumen nedsænkes. I betragtning af accelerationen på grund af tyngdekraften lig med 10 m / s² skal du markere det alternativ, der præsenterer væskens specifikke masse.

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

Skabelon: Bogstav B

Løsning:

Først skal vi huske, at hvis kroppen flyder, er dens vægt lig med den flydende kraft, så:

Af Rafael Hellerbrock
Fysikklærer

Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-arquimedes.htm