O periaatesisäänArchimedes väittää, että kelluvuus toimii pystysuunnassa ja ylöspäin kokonaan tai osittain upotettuihin kappaleisiin nesteitäLisäksi tämän periaatteen mukaan sellaisella voimalla on sama arvo kuin nesteen painolla, joka on syrjäytetty rungon työntämisen avulla.
Katsomyös: Hydrostatics - kaikki mitä sinun tarvitsee tietää: kaavat, esimerkit ja harjoitukset
Archimedeksen periaatteen historia
Syrakusan Archimedes oli yksi suurimmista matemaatikot ja kaikkien aikojen keksijät, hänen tunnetuin löytö oli kuitenkin vahvuussisäänkelluvuus. Legendan mukaan Archimedes löysi kelluvuuden periaatteen kylvessään kylpyammeessaan.
Tuossa tilanteessa hän tajusi, että äänenvoimakkuussisäänVesivirtaava ulos kylpyammeestasi oli yhtä suuri kuin oman ruumiinsa upotettu tilavuus. Tarinan mukaan Archimedes olisi ollut niin innoissaan löytöstään, että hän hyppäsi kylpyammeestaan ja juoksi alasti kaduilla huutaen "Eureka,jaureka! " (Kreikkalainen ilmaus siitä, että salvia on löytänyt jotain).
Toinen kertomus kertoo, että
kuningas Hieron II tutkia hänen tilaamansa kruunun koostumusta. Kuningas oli määrännyt kruunun valmistettavaksi kiinteästä kullasta, mutta saatuaan sen hän epäili, että hänen takomossaan on voitu käyttää muita metalleja. Epäilyjen selvittämiseksi hän pyysi Archimedesta selvittämään, oliko hänen kruununsa puhdasta kultaa vai ei.Archimedes kasteli kruunun ja kaksi massiivista, puhtaasta kullasta ja hopeasta valmistettua esinettä astiaan, joka oli täynnä vettä. painot ne olivat täsmälleen samat kuin kruunu. Tekemällä tämän hän ymmärsi sen kruunu valui vähemmän nestettä kuin kulta, mutta lisää nestemäinen kuin hopea, mikä ehdotti sitä Onko se siellä ei se koostui puhtaasti kullasta.
Kelluvuus ja Archimedes-periaate
Mukaan Archimedesin periaate:
"Mikä tahansa esine, kokonaan tai osittain upotettu nesteeseen tai nesteeseen, ajetaan voimalla, joka on yhtä suuri kuin esineen syrjäyttämän nesteen paino."
Kuten olemme nähneet, Archimedesin periaatteella kuvattu voima tunnetaan nyt kelluvana voimana. Tämä voima on moduulissa yhtä suuri kuin nesteen paino, joka siirtyy, kun työnnämme siihen ruumiin. Se on tämä voima, joka tekee alukset eivät uppoa tai että voimme kellua vedessä.
työntövoiman kaava
Tiedämme, että kelluvuus on yhtä suuri kuin nesteen paino, joka on syrjäytetty upotetun esineen läsnä ollessa. Se sanoi, jos muistamme suhde pasta nestettä, sinun tiheys ja sen tilavuus, voimme kirjoittaa kelluvan voiman näihin suuruudet, mikä helpottaa tämän voiman laskemista. Kelluva voima lasketaan kaavalla seuraavassa kuvassa, tarkista se:
JA - työntövoima (N)
d - nesteen tiheys (kg / m³)
g - painovoimakiihtyvyys (m / s²)
V - syrjäytetyn nesteen määrä (m³)
Edellisen kaavan osalta on tärkeää muistaa, että syrjäytetyn nesteen tilavuus vastaa kohteen upotettua tilavuutta, lisäksi muista, että kaavassa käytetty tiheys viittaa tiheys/nestettä eikä upotetun kohteen.
Katso myös:Pascalin periaate - määritelmä, kaavat, esimerkit, sovellukset ja harjoitukset
Harjoituksia Archimedeksen periaatteesta
Kysymys 1) (Enem) Klubin rakennustöiden aikana joukko työntekijöitä joutui poistamaan massiivisen rautaveistoksen, joka oli sijoitettu tyhjän uima-altaan pohjaan. Viisi työntekijää kiinnitti köyden veistokseen ja yritti vetää sitä ylös ilman menestystä. Jos uima-allas on täynnä vettä, työntekijöiden on helpompi poistaa veistos, koska:
a) veistos kelluu. Tällä tavalla miesten ei tarvitse rasittaa veistoksen poistamista pohjasta.
b) veistoksen paino on kevyempi, joten veistoksen nostamiseen tarvittavan voiman voimakkuus on pienempi.
c) vesi kohdistaa veistoon voimaa verrannollisesti sen massaan ja ylöspäin. Tämä voima lisätään siihen voimaan, jonka työntekijät tekevät peruuttamaan veistoksen painovoiman vaikutuksen.
d) vesi kohdistaa veistokseen alaspäin suuntautuvan voiman ja se saa ylöspäin suuntautuvan voiman altaan lattiasta. Tämä voima auttaa poistamaan veistoksen painovoiman vaikutuksen.
e) vesi kohdistaa veistokseen voiman verrannollisesti sen tilavuuteen ja ylöspäin. Tämä voima lisää siihen, mitä työntekijät tekevät, ja voi johtaa ylöspäin suuntautuvaan voimaan kuin veistoksen paino.
Sapluuna: Kirjain e
Resoluutio:
Altaan veden vaikutus veistokseen riippuu sen tilavuudesta. Tämä voima puolestaan toimii pystysuunnassa, osoittaa ylöspäin ja on moduulissa yhtä suuri kuin patsaan syrjäyttämän veden paino, mikä helpottaa sen poistamista, joten oikea vaihtoehto on e-kirjain.
Kysymys 2) (UPF) Alla oleva kaistale näyttää jäävuoren, jonka tilavuus on osittain upotettu (9/10 kokonaismäärästä) merivedeen. Kun otetaan huomioon, että meriveden tiheys on 1,0 g / cm3, tarkista vaihtoehto, joka ilmaisee jäävuoren muodostavan jään tiheyden g / cm³: ssä.
a) 0,5
b) 1.3
c) 0,9
d) 0,1
e) 1
Sapluuna: Kirjain C
Resoluutio:
Koska jäävuoren paino on yhtä suuri kuin itse jäävuoren syrjäyttämän veden paino, meidän on suoritettava seuraava laskelma:
Kysymys 3) (UFPR) Kiinteä esine, jonka massa on 600 g ja tilavuus 1 litra, upotetaan osittain nesteeseen siten, että 80% sen tilavuudesta uppoaa. Kun otetaan huomioon painovoimasta johtuva kiihtyvyys 10 m / s², merkitse vaihtoehto, joka esittää nesteen ominaismassan.
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
Sapluuna: Kirje B
Resoluutio:
Ensinnäkin meidän on muistettava, että jos keho kelluu, sen paino on yhtä suuri kuin kelluva voima, joten:
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-arquimedes.htm