Archimédész elve: történelem és képlet

O elvban benArchimédész azt állítja, hogy az erőssége felhajtóerő függőlegesen és felfelé hat a teljesen vagy részben elmerült testekre folyadékokEzen túlmenően ezen elv szerint az ilyen erő értéke megegyezik a folyadék tömegével, amelyet a test behelyezése vált ki.

Nézis: Hidrosztatika - minden, amit tudnia kell: képletek, példák és gyakorlatok

Archimédész elvének története

Szirakúzi Arkhimédész az egyik legnagyobb volt matematikusok és minden idők feltalálói közül azonban leghíresebb felfedezése az volt erőban benfelhajtóerő. A legenda szerint Archimédész felfedezte a felhajtás elvét, miközben fürdött a kádjában.

Ebből az alkalomból rájött, hogy a hangerőban benVízKiáramlik a kádadból egyenlő volt saját testének bemerített térfogatával. A sztori szerint Archimedest annyira felizgatta volna a felfedezése, hogy kiugrott a fürdőkádból és mezítelen futva sikoltozott az utcán „Eureka,ésureka! " (Görög kifejezés arról, hogy a bölcs talált valamit).

Egy másik elbeszélés arról számol be, hogy Archimedes-t a

Hieron király II az általa megbízott korona összetételének kivizsgálására. A király elrendelte, hogy koronáját szilárd aranyból készítsék, de miután megkapta, gyanította, hogy más fémeket is használtak a kovácsműhelyében. Kétségeinek tisztázására felkérte Archimédest, hogy derítse ki, hogy koronája tiszta arany-e vagy sem.

Archimédész egymás után mártotta a koronát és két tiszta aranyból és ezüstből készült hatalmas tárgyat egy vízzel töltött edénybe. súlyok pontosan megegyeztek a koronán lévőkkel. Ezzel rájött, hogy a korona kevesebb folyadékot ömlött, mint az arany, de több folyékonyabb, mint az ezüst, ami arra utalt Ott van nem tisztán aranyból állt.

A tartályból kifolyó térfogat megegyezik a bemerített tárgy térfogatával.

A felhajtóerő és az Archimedes-elv

Alapján Archimédész elve:

"Bármely tárgyat, teljesen vagy részben folyadékba vagy folyadékba mártva, a tárgy által kiszorított folyadék tömegével megegyező erő hajtja."

Amint láttuk, az Archimédész elvével leírt erőt ma felhajtó erőnek nevezik. Ez az erő modulban megegyezik a folyadék tömegével, amely elmozdul, amikor testet helyezünk bele. Ez az erő teszi a a hajók nem süllyednek el vagy akár arra is képesek vagyunk lebegnek a vízen.

A kiszorított folyadék tömege megegyezik a bemerült tárgy részének tömegével.

tolóerő képlet

Tudjuk, hogy a felhajtóerő megegyezik a merített tárgy jelenléte által kiszorított folyadék tömegével. Ez azt mondta, ha emlékszünk a kapcsolat a tészta a folyadék, a sűrűség és annak mennyisége, ezek alapján írhatjuk fel a felhajtó erőt nagyságok, megkönnyítve ezzel ennek az erőnek a kiszámítását. A felhajtóerő kiszámításához használt képletet a következő ábra mutatja, ellenőrizze:

ÉS - tolóerő (N)
d - folyadék sűrűsége (kg / m³)
g - gravitációs gyorsulás (m / s²)
V - kiszorított folyadék térfogata (m³)

Az előző képlettel kapcsolatban fontos megjegyezni, hogy az elmozdított folyadék térfogata megegyezik az objektum bemerített térfogatával, emellett ne feledje, hogy a képletben használt sűrűség a sűrűségnak,-nekfolyadék és nem a merített tárgyé.

Lásd még:Pascal elve - meghatározás, képletek, példák, alkalmazások és gyakorlatok

Gyakorlatok Archimédész elvéről

1. kérdés (Enem) A klub építési munkálatai során egy munkáscsoportnak el kellett távolítania egy hatalmas vasszobrot, amelyet egy üres medence alján helyeztek el. Öt munkás kötelet kötött a szoborhoz, és megpróbálta felhúzni, sikertelenül. Ha a medence megtelt vízzel, a dolgozók könnyebben eltávolíthatják a szobrot, mivel:

a) szobor lebeg. Így a férfiaknak nem kell erőlködniük, hogy eltávolítsák a szobrot alulról.
b) a szobor súlya könnyebb, így a szobor felemeléséhez szükséges erő intenzitása kisebb lesz.
c) a víz tömegével arányosan és felfelé erőt fejt ki a szoborra. Ez az erő hozzáadódik ahhoz az erőhöz, amelyet a munkások a szobor súlyerejének visszavonása céljából kifejtenek.
d) a víz lefelé irányuló erőt fejt ki a szoborra, és felfelé irányuló erőt kap a medence padlójától. Ez az erő segít megsemmisíteni a szobor súlyerejének hatását.
e) a víz térfogatával arányosan és felfelé erőt fejt ki a szoborra. Ez az erő hozzáadja a munkások munkáját, és a szobor súlyánál nagyobb felfelé irányuló erőt eredményezhet.

Sablon: E betű

Felbontás:

A medence vize által a szoborra kifejtett erő a térfogatától függ. Ez az erő viszont függőleges irányban hat, felfelé mutat, és modulban megegyezik a szobor által kiszorított víz tömegével, ami megkönnyíti annak eltávolítását, ezért a helyes alternatíva e betű.

2. kérdés (UPF) Az alábbi sáv egy jéghegyet mutat, amelynek térfogata részben (teljes térfogatának 9/10) tengervízbe merül. Tekintettel arra, hogy a tengervíz sűrűsége 1,0 g / cm³, ellenőrizze azt az alternatívát, amely a jég sűrűségét jelzi g / cm³-ben, amely a jéghegyet alkotja.

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

Sablon: C betű

Felbontás:

Mivel a jéghegy súlya megegyezik a jéghegy által kiszorított víz tömegével, a következő számítást kell végrehajtanunk:

3. kérdés (UFPR) A 600 g tömegű és 1 liter térfogatú szilárd tárgyat részben folyadékba merítik, így térfogatának 80% -a víz alá merül. Figyelembe véve a gravitáció miatti 10 m / s2-es gyorsulást, jelölje meg azt az alternatívát, amely a folyadék fajsúlyát mutatja.

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

Visszacsatolás: B betű

Felbontás:

Először is emlékeznünk kell arra, hogy ha a test lebeg, annak súlya megegyezik a felhajtó erővel, tehát:

Rafael Hellerbrock
Fizikatanár

Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-arquimedes.htm