Arhimēda princips: vēsture un formula

O principsiekšāArhimēds apgalvo, ka stiprums peldspēja darbojas vertikāli un uz augšu uz ķermeņiem, kas pilnībā vai daļēji iegremdēti šķidrumiTurklāt saskaņā ar šo principu šādam spēkam ir tāda pati vērtība kā šķidruma svaram, kuru pārvieto, ievietojot ķermeni.

Skatiesarī: Hidrostatika - viss, kas jums jāzina: formulas, piemēri un vingrinājumi

Arhimēda principa vēsture

Sirakūzu arhimēds bija viens no lielākajiem matemātiķi un visu laiku izgudrotāji, tomēr viņa slavenākais atklājums bija spēksiekšāpeldspēja. Saskaņā ar leģendu Arhimēds peldēšanās principu atklāja, mazgājoties vannā.

Šajā gadījumā viņš saprata, ka skaļumsiekšāŪdensizplūst no savas vannas bija vienāds ar paša ķermeņa iegremdēto tilpumu. Saskaņā ar stāstu, Arhimēds būtu tik saviļņots par savu atklājumu, ka viņš izlēca no vannas un kails skraidīja pa ielām kliedzot “Eureka,unureka! " (Grieķu izteiciens par to, ka gudrais kaut ko ir atradis).

Vēl viens stāstījums ziņo, ka karalis Hierons II izmeklēt viņa pasūtīto vainaga sastāvu. Karalis bija pavēlējis, lai viņa vainags būtu izgatavots no cieta zelta, taču, to saņemot, viņam radās aizdomas, ka viņa kalvē varētu būt izmantoti citi metāli. Lai noskaidrotu savas šaubas, viņš lūdza Arhimēdu noskaidrot, vai viņa vainags ir tīrs zelts.

Arhimēds kroni un divus masīvus priekšmetus, kas izgatavoti no tīra zelta un sudraba, secīgi iemērca ar ūdeni piepildītā traukā. svari tie bija tieši tādi paši kā vainags. To darot, viņš to saprata kronis izlija mazāk šķidruma nekā zelts, bet vairāk šķidrs nekā sudrabs, kas to ieteica Vai tas ir tur Nē to veidoja tīri no zelta.

Tilpums, kas plūst no konteinera, ir vienāds ar iegremdētā objekta tilpumu.

Peldspēja un Arhimēda princips

Pēc Arhimēda princips:

"Jebkurš objekts, pilnībā vai daļēji iegremdēts šķidrumā vai šķidrumā, tiek virzīts ar spēku, kas vienāds ar objekta pārvietotā šķidruma svaru."

Nepārtrauciet tūlīt... Pēc reklāmas ir vēl vairāk;)

Kā redzējām, ar Arhimēda principu aprakstīto spēku tagad sauc par peldošo spēku. Šis spēks moduļos ir vienāds ar šķidruma svaru, kas tiek pārvietots, kad tajā ievietojam ķermeni. Tas ir šis spēks, kas padara kuģi nenogrimst vai ka mēs spējam peldēt uz ūdens.

Pārvietotā šķidruma svars ir vienāds ar iegremdētā objekta daļas svaru.

vilces formula

Mēs zinām, ka peldspēja ir vienāda ar šķidruma svaru, kuru pārvieto ar iegremdēta priekšmeta klātbūtni. Tas nozīmē, ka, ja mēs atceramies attiecības starp makaroni no šķidruma, jūsu blīvums un tā apjoms, mēs varam uzrakstīt straujo spēku to izteiksmē varenības, tādējādi atvieglojot šī spēka aprēķināšanu. Peldošā spēka aprēķināšanai izmantotā formula ir parādīta šajā attēlā, pārbaudiet to:

UN - vilce (N)
d - šķidruma blīvums (kg / m³)
g - gravitācijas paātrinājums (m / s²)
V - pārvietotā šķidruma tilpums (m³)

Attiecībā uz iepriekšējo formulu ir svarīgi atcerēties, ka pārvietotā šķidruma tilpums ir vienāds ar objekta iegremdēto tilpumu, turklāt atcerieties, ka formulā izmantotais blīvums attiecas uz blīvumsgadašķidrums nevis iegremdētā objekta.

Skatīt arī:Paskāla princips - definīcija, formulas, piemēri, pielietojumi un vingrinājumi

Vingrinājumi pēc Arhimēda principa

1. jautājums) (Enem) Veicot kluba celtniecības darbus, strādnieku grupai bija jāizņem masīva dzelzs skulptūra, kas novietota tukša peldbaseina apakšā. Pieci strādnieki pie skulptūras piesēja auklas un bez panākumiem mēģināja to uzvilkt. Ja baseins ir piepildīts ar ūdeni, darbiniekiem būs vieglāk noņemt skulptūru, jo:

a) skulptūra peldēs. Tādā veidā vīriešiem nevajadzēs sasprindzināt, lai skulptūru noņemtu no apakšas.
b) skulptūrai būs mazāks svars. Tādā veidā skulptūras pacelšanai nepieciešamā spēka intensitāte būs mazāka.
c) ūdens uz skulptūru iedarbinās spēku proporcionāli tās masai un uz augšu. Šis spēks tiks pievienots spēkam, ko strādnieki rada, lai atceltu skulptūras svara spēku.
d) ūdens uz skulptūru iedarbosies uz leju, un tas saņems augšupejošu spēku no baseina grīdas. Šis spēks palīdzēs atcelt svara spēka darbību skulptūrā.
e) ūdens uz skulptūru iedarbinās spēku proporcionāli tās tilpumam un uz augšu. Šis spēks papildinās strādnieku darbību un var radīt augšupejošu spēku, kas ir lielāks par skulptūras svaru.

Veidne: Burts e

Izšķirtspēja:

Spēks, ko baseina ūdens iedarbojas uz skulptūru, ir atkarīgs no tā tilpuma. Šis spēks savukārt darbojas vertikālā virzienā, norāda uz augšu un moduļos ir vienāds ar statujas izspiestā ūdens svaru, kas atvieglo tā noņemšanu, tāpēc pareizā alternatīva ir e burts.

2. jautājums) (UPF) Zemāk redzamā josla parāda aisbergu, kura tilpums ir daļēji iegremdēts (9/10 no kopējā tilpuma) jūras ūdenī. Ņemot vērā, ka jūras ūdens blīvums ir 1,0 g / cm³, pārbaudiet alternatīvu, kas norāda ledus blīvumu g / cm³, kas veido aisbergu.

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

Veidne: C burts

Izšķirtspēja:

Tā kā aisberga svars ir vienāds ar paša aisberga pārvietotā ūdens svaru, mums jāveic šāds aprēķins:

3. jautājums) (UFPR) Ciets priekšmets ar 600 g masu un 1 litra tilpumu ir daļēji iegremdēts šķidrumā, tā ka 80% no tā tilpuma ir iegremdēti. Ņemot vērā paātrinājumu smaguma dēļ, kas vienāds ar 10 m / s², atzīmējiet alternatīvu, kas uzrāda šķidruma īpatnējo masu.

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

Atsauksmes: B burts

Izšķirtspēja:

Pirmkārt, mums jāatceras, ka, ja ķermenis peld, tā svars ir vienāds ar peldošo spēku, tātad:

Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs