Ο αρχήσεΑρχιμήδης ισχυρίζεται ότι η δύναμη του πλευστότητα ενεργεί κατακόρυφα και προς τα πάνω σε σώματα που βυθίζονται πλήρως ή μερικώς υγράΠεραιτέρω, σύμφωνα με αυτήν την αρχή, μια τέτοια δύναμη έχει την ίδια τιμή με το βάρος του υγρού, που μετατοπίζεται από την εισαγωγή του σώματος.
Κοίταεπίσης: Υδροστατική - όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε: τύποι, παραδείγματα και ασκήσεις
Ιστορία της Αρχιμήδης Αρχή
Αρχιμήδη των Συρακουσών ήταν ένα από τα μεγαλύτερα μαθηματικοί και εφευρέτες όλων των εποχών, ωστόσο, η πιο διάσημη ανακάλυψή του ήταν το δύναμησεπλευστότητα. Σύμφωνα με τον μύθο, ο Αρχιμήδης ανακάλυψε την αρχή της πλευστότητας κάνοντας μπάνιο στην μπανιέρα του.
Με την ευκαιρία αυτή, συνειδητοποίησε ότι το Ενταση ΗΧΟΥσεΝερόρέει έξω από την μπανιέρα σας ήταν ίσος με τον βυθισμένο όγκο του σώματός του. Σύμφωνα με την ιστορία, ο Αρχιμήδης θα ήταν τόσο ενθουσιασμένος από την ανακάλυψή του που πήδηξε από την μπανιέρα του και έτρεξε γυμνός στους δρόμους ουρλιάζοντας "Εύρηκα,καιουρία! " (Ελληνική έκφραση για το φασκόμηλο που βρήκε κάτι).
Μια άλλη αφήγηση αναφέρει ότι ο Αρχιμήδης ζητήθηκε από το βασιλιάς Ιερόν Β ' για να ερευνήσει τη σύνθεση ενός κορώνα που είχε αναθέσει. Ο βασιλιάς διέταξε να φτιαχτεί το στέμμα του από μασίφ χρυσό, αλλά μόλις το παραλάβει υποψιάστηκε ότι άλλα μέταλλα θα μπορούσαν να είχαν χρησιμοποιηθεί στη σφυρηλάτηση του. Για να ξεκαθαρίσει τις αμφιβολίες του, ζήτησε από τον Αρχιμήδη να μάθει αν το στέμμα του ήταν καθαρό χρυσό ή όχι.
Ο Αρχιμήδης έβαλε διαδοχικά το στέμμα και δύο τεράστια αντικείμενα, κατασκευασμένα από καθαρό χρυσό και ασήμι, σε ένα δοχείο γεμάτο νερό. βάρη ήταν ακριβώς το ίδιο με το στέμμα. Κάνοντας αυτό, το συνειδητοποίησε αυτό το στέμμα χύθηκε λιγότερο υγρό από το χρυσό, αλλά περισσότερο υγρό από ασήμι, κάτι που το πρότεινε Είναι εκεί εκεί όχι ήταν καθαρά από χρυσό.
Πλευστότητα και Αρχή του Αρχιμήδη
Σύμφωνα με Αρχή του Αρχιμήδη:
"Οποιοδήποτε αντικείμενο, πλήρως ή μερικώς βυθισμένο σε υγρό ή υγρό, ωθείται από δύναμη ίση με το βάρος του υγρού που μετατοπίζεται από το αντικείμενο."
Όπως είδαμε, η δύναμη που περιγράφεται από την αρχή του Αρχιμήδη είναι τώρα γνωστή ως η επιπλέουσα δύναμη. Αυτή η δύναμη είναι ίση, στη μονάδα, με το βάρος του υγρού, το οποίο μετατοπίζεται όταν εισάγουμε ένα σώμα μέσα σε αυτό. Αυτή είναι η δύναμη που κάνει το τα πλοία δεν βυθίζονται ή ακόμα και ότι είμαστε σε θέση επιπλέω στο νερό.
φόρμουλα ώσης
Γνωρίζουμε ότι η πλευστότητα ισούται με το βάρος του υγρού που μετατοπίζεται από την παρουσία ενός βυθισμένου αντικειμένου. Τούτου λεχθέντος, αν θυμόμαστε το σχέση μεταξύ του ζυμαρικά του υγρού, σας πυκνότητα και τον όγκο του, μπορούμε να γράψουμε την επιπλέουσα δύναμη ως προς αυτά μεγαλείο, διευκολύνοντας έτσι τον υπολογισμό αυτής της δύναμης. Ο τύπος που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της πλευστικής δύναμης εμφανίζεται στο παρακάτω σχήμα, ελέγξτε το:
ΚΑΙ - ώθηση (N)
ρε - πυκνότητα υγρού (kg / m³)
σολ - επιτάχυνση βαρύτητας (m / s²)
Β - όγκος εκτοπισμένου υγρού (m³)
Όσον αφορά τον προηγούμενο τύπο, είναι σημαντικό να θυμάστε ότι ο όγκος του εκτοπισμένου υγρού είναι ισοδύναμος με τον βυθισμένο όγκο του αντικειμένου, επιπλέον, να θυμάστε ότι η πυκνότητα που χρησιμοποιείται στον τύπο αναφέρεται στο πυκνότητατουυγρό και όχι αυτό του βυθισμένου αντικειμένου.
Δείτε επίσης:Αρχή του Pascal - ορισμός, τύποι, παραδείγματα, εφαρμογές και ασκήσεις
Ασκήσεις στην Αρχιμήδη
Ερώτηση 1) (Enem) Κατά τη διάρκεια των κατασκευαστικών εργασιών σε ένα κλαμπ, μια ομάδα εργαζομένων έπρεπε να αφαιρέσει ένα τεράστιο σίδερο γλυπτό τοποθετημένο στο κάτω μέρος μιας κενής πισίνας. Πέντε εργάτες έδεσαν σχοινιά στο γλυπτό και προσπάθησαν να το ανεβάσουν, χωρίς επιτυχία. Εάν η πισίνα είναι γεμάτη με νερό, θα είναι ευκολότερο για τους εργαζόμενους να αφαιρέσουν το γλυπτό καθώς:
α) το γλυπτό θα επιπλέει. Με αυτόν τον τρόπο, οι άντρες δεν θα χρειαστεί να τεντωθούν για να αφαιρέσουν το γλυπτό από κάτω.
β) το γλυπτό θα είναι ελαφρύτερο σε βάρος. Με αυτόν τον τρόπο, η ένταση της δύναμης που απαιτείται για την ανύψωση του γλυπτού θα είναι χαμηλότερη.
γ) το νερό θα ασκήσει δύναμη στο γλυπτό ανάλογο με τη μάζα του και προς τα πάνω. Αυτή η δύναμη θα προστεθεί στη δύναμη που χρησιμοποιούν οι εργάτες για να ακυρώσουν τη δράση της δύναμης βάρους του γλυπτού.
δ) το νερό θα ασκήσει μια πτωτική δύναμη στο γλυπτό και θα λάβει μια ανοδική δύναμη από το δάπεδο της πισίνας. Αυτή η δύναμη θα σας βοηθήσει να ακυρώσετε τη δράση της δύναμης βάρους στο γλυπτό.
ε) το νερό θα ασκήσει δύναμη στο γλυπτό ανάλογο με τον όγκο του και προς τα πάνω. Αυτή η δύναμη θα προσθέσει σε αυτό που κάνουν οι εργάτες και μπορεί να οδηγήσει σε μια ανοδική δύναμη μεγαλύτερη από το βάρος του γλυπτού.
Πρότυπο: Γράμμα e
Ανάλυση:
Η δύναμη που ασκεί το νερό της πισίνας στο γλυπτό εξαρτάται από τον όγκο της. Αυτή η δύναμη, με τη σειρά της, ενεργεί στην κατακόρυφη κατεύθυνση, δείχνει προς τα πάνω και ισούται, στη μονάδα, με το βάρος του νερού που εκτοπίζεται από το άγαλμα, το οποίο διευκολύνει την αφαίρεσή του, επομένως, η σωστή εναλλακτική γράμμα ε.
Ερώτηση 2) (UPF) Η παρακάτω ταινία δείχνει ένα παγόβουνο που έχει όγκο μερικώς βυθισμένο (9/10 του συνολικού όγκου του) σε θαλασσινό νερό. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η πυκνότητα του θαλάσσιου νερού είναι 1,0 g / cm³, ελέγξτε την εναλλακτική που δείχνει την πυκνότητα του πάγου, σε g / cm³, που αποτελεί το παγόβουνο.
α) 0,5
β) 1.3
γ) 0,9
δ) 0.1
ε) 1
Πρότυπο: Γράμμα Γ
Ανάλυση:
Δεδομένου ότι το βάρος του παγόβουνου είναι ίσο με το βάρος του νερού που εκτοπίζεται από το ίδιο το παγόβουνο, πρέπει να εκτελέσουμε τον ακόλουθο υπολογισμό:
Ερώτηση 3) (UFPR) Ένα στερεό αντικείμενο με μάζα 600 g και όγκο 1 λίτρο βυθίζεται μερικώς σε ένα υγρό, έτσι ώστε το 80% του όγκου του να βυθίζεται. Λαμβάνοντας υπόψη την επιτάχυνση λόγω βαρύτητας ίση με 10 m / s², σημειώστε την εναλλακτική που παρουσιάζει τη συγκεκριμένη μάζα του υγρού.
α) 0,48 g / cm³
β) 0,75 g / cm³
γ) 0,8 g / cm³
δ) 1,33 g / cm³
ε) 1,4 g / cm³
Ανατροφοδότηση: Γράμμα Β
Ανάλυση:
Πρώτον, πρέπει να θυμόμαστε ότι εάν το σώμα επιπλέει, το βάρος του είναι ίσο με την πλευστή δύναμη, οπότε:
Από τον Rafael Hellerbrock
Καθηγητής φυσικής
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-arquimedes.htm
