ciąg jest wymuszać płyn wywierany na zanurzone ciało. Siła ta ma kierunek pionowy i do góry i odpowiada ciężarowi objętości cieczy, która została wyparta przez przedmiot.
Istnienie tej siły tłumaczy wyporność ciał w wodzie, takich jak duże góry lodowe czy statki, a także poczucie, że obiekty w wodzie wydają się lżejsze niż w rzeczywistości.
Zjawisko to zostało po raz pierwszy wyjaśnione przez greckiego fizyka Archimedesa (287 a. C-212a. C), który na zlecenie króla sprawdził, czy jego korona była wykonana z czystego złota, czy też zawierała inne elementy. Z tego powodu pchnięcie jest również nazywane Zasada Archimedesa.
Zobacz stwierdzenie tej zasady:
Każde ciało zanurzone w cieczy doświadcza siły zwanej wyporem, która odpowiada ciężarowi objętości wypartej cieczy.
Według niektórych opowieści, Archimedes brał kąpiel, kiedy doszedł do wniosku, że woda wywiera siłę na jego ciało. Po wygłoszeniu takiego oświadczenia fizyk wyszedł z krzykiem na ulice "eureko, eureko!", co po grecku oznacza „odkryty”.
dowiedz się więcej o Eureka.
Jak dzieje się pchnięcie?
Kiedy ciało jest zanurzone, płyn wywiera na nie nacisk. Nacisk wywierany na dno będzie zawsze większy niż nacisk wywierany na górę, ponieważ im większa głębokość, tym większy nacisk. Zobacz obrazek poniżej:
Więc musimy ciąg jest wynikiem różnicy ciśnień między dolną i górną częścią obiektu. i dzieje się to od dołu do góry z powodu zwiększonego ciśnienia na dnie zanurzonego obiektu.
formuła ciągu
Wartość ciągu będzie równa ciężarowi objętości wypartej cieczy, czyli:
E = PDES
Biorąc pod uwagę, że waga jest równa iloczynowi masy i grawitacji (P = m.g), mamy:
E = mDES. sol
Gęstość będąca stosunkiem masy do objętości (d = m/v), wzór na wyporność wynosi:
E = dfa. VDES. sol
Gdzie:
- E = ciąg
- refa = gęstość płynu (kg/m3)
- VFD = objętość wypartego płynu (m3)
- g = przyspieszenie ziemskie (m/s2)
Z tego wzoru możemy wywnioskować, że siła wyporu zależy od gęstości płynu, objętości wypartego płynu oraz przyspieszenia ziemskiego.
Chociaż ciśnienie wzrasta wraz ze wzrostem głębokości, wyporność nie zwiększa się wraz z przesuwaniem się obiektu w dół, dzieje się tak, ponieważ nacisk na dolną i górną część przedmiotu wzrasta w tej samej mierze.
Zrozum też, czym one są pomiary objętości.
pozorna waga
Kiedy ciało zanurzone jest w płynie, działają na nie dwie siły: ciężar i wyporność. Ciężar to siła wywierana pionowo i od góry do dołu. Wyporność to siła wywierana pionowo od dołu do góry.
Działanie tych dwóch sił sprawia, że ciężar ciała zanurzonego w płynie wydaje się mniejszy, co nazywamy ciężarem pozornym. Pozorną masę oblicza się, odejmując siłę ciągu od rzeczywistej masy:
PTEN = P - E
Ciała pływające
Gęstość to właściwość, która pozwala ciału unosić się lub tonąć, zobacz możliwości:
- Gęstość ciała większa niż gęstość płynu: ciało zatonie.
- Gęstość ciała mniejsza niż gęstość płynu: ciało będzie się unosić.
- Gęstość ciała równa gęstości płynu: ciało jest zanurzone i w równowadze.
Uwaga: Należy zauważyć, że pływalność zależy od gęstości płynu, a nie gęstości obiektu.
dowiedz się więcej o gęstość.
góry lodowe
Fluktuacja gór lodowych jest interesującym zjawiskiem pozwalającym zrozumieć różne gęstości. Lód unosi się na wodzie ze względu na mniejszą gęstość niż woda w stanie ciekłym. W stanie ciekłym gęstość wody morskiej wynosi 1,03 kg/l, a lodu 0,92 kg/l.
Ponieważ różnica między gęstościami jest niewielka, większość góry lodowej pozostaje zanurzona, tylko około 10% jej ciała znajduje się poza wodą.
Zobacz także znaczenie Prawa Newtona, siła i góra lodowa.
