Силата на Архимед

Гениалният Архимед израства в семейството на математиците, получава отлично образование в Александрия и прекарва целия си живот в сицилианския град Сиракуза. Той станал основател на теоретичната механика, успешно работил по проблемите на намирането на повърхността и обема на различни фигури и тела. Често си припомним известната си фраза: "Дай ми място, където да се изправи и аз ще се премести на Земята!" И възклицанието "Еврика!" И когато отвори закона, кръстен на неговото име. Но, освен това, той е един изключителен учен в областта на геометрията и механиката, и неговите инженерни постижения бяха невероятни съвременници смелост идеи и добри резултати. Той построи катапулти с хвърляне на хвърляне, система механизми с блок-лост позволил да вдигне кораба над водата и изобретил от него блок от слънчеви огледала, изгорил римската флота при обсадата на Сиракуза.

Сред другите открития, които историята свързва с името на този гениален учен, във физиката силата на Архимед остава завинаги. Това откритие се свързваше с практическа необходимост: беше необходимо да се определи честността на бижутерите, които произведоха короната за крал Иеро II. Това, което сега се нарича специфично тегло, е добре известно вече в онези времена, но как да се определи обема на такъв сложен продукт е неразбираемо. Легендата упорито свързва откритието на закона на Архимед с приемането на баня от учен. Същността на откритието се крие във факта, че тялото в течността действа подемна сила на Архимед, за определянето на които е предмет на специално внимание на проектанти на техники за плуване, устройства, които работят в течности, под водата, както и обекти космическа индустрия - балони, сонди, дирижабли и т.н. ,

Класическата формулировка на закона гласи, че архимедската сила е равна на теглото на течността, която е била разселена от тялото, потопено в нея. Съгласно това определение формулата е описана много лесно: ако приемем, че обемът на тялото, потопен в течност, е 0, и специфично тегло течността е р, а след това техният продукт е желаната сила на Архимед. Формулата за нейното изчисление е написана, както следва:

Φα = ρ * 0

Много често има изкушение да се проверява закон на Архимед по отношение на газовете - плътността на течността и газа е твърде различна. За скептиците има доста прост експеримент. В кутията с възможност за изпомпване на въздух поставяме върху мащаба голяма топка, например стъкло, и балансираме нейното метално тегло.

Така че във въздуха, теглото на топката се балансира от теглото на тежестта и можем да напишем равенство Pm = Pr, което е удовлетворено, тъй като обектите са балансирани. Ако първоначално приемем, че законът на Архимед е валиден, тогава силата на Архимед Ф и Φ2 действа върху топката и теглото, а след това равновесното състояние може да бъде пренаписано по друг начин:

Pm = Pmi - $ m и Pi = Pi, - Pi, където Pi и Pi са теглото на топката и тежестта в празното пространство. След това се процедира, както се преподава в училище: Rsh1 - PN = WG 1 - FG, където Rsh1 = WG 1 - FG + Photoshop = WG 1 + (F w - FG).

Нещата остават малки: необходимо е да се разкрие съдържанието на бутащите сили за сферата и гира: Φω = p * Ow и Φι = p * Og.

Правим замествания на стойностите на бутащите сили в израза за Pm.

Pm1 = Pr1 - Φ1 + Φω = Pr1 + (p * Ow - p * Og) = Pr1 + p * (Oy - O2).

И накрая, ние се на теглото на топката в кух израз, който, с оглед на факта, че Ош> Ог, не оставя никакво съмнение: теглото на топката в празнотата повече тежест на тегло, въпреки че във въздуха и те са балансирани: Rsh1 = WG 1 + р * (Ош - Og ).

Причината за това заключение е, че силата на Архимед зависи от специфичната тежест на въздуха и обемът на топката. В нашия случай, за да проверите това заключение е много просто - трябва да евакуирате въздуха от кутията. Ако това бъде направено, тогава можете да се уверите, че законът е закон, и то винаги и навсякъде - както в течност, така и в газове. Потвърждаването на това ще бъде намалено, преди това балансирано тегло, топка.

Устройството, чието съществуване е непрекъсната демонстрация на закона на Архимед във всичките му прояви, е подводница. Регулирането на тежестта на плавателния съд за реализиране на всички варианти на движение с помощта на баластни резервоари е ярък пример за практическото използване на много древно откритие в съвременните условия.