Forță de flotabilitate

Să facem un experiment simplu: să ia un pic de minge de cauciuc umflate și „întrepătruns“ în apă. În cazul în care adâncimea de imersie este chiar 1-2 metri, este ușor de observat că volumul său este redus, de exemplu, pe toate laturile mingea va creț o anumită forță. Se spune de obicei că sunt „vinovați“ presiune hidrostatică - A forțelor fizice care acționează asupra fluidelor staționare corp scufundat. Forțele care acționează asupra hidrostatice corpului din toate părțile, iar rezultanta lor, cunoscut sub numele de forța lui Arhimede, încă numită ejecție, care corespunde direcției efectului său asupra corpului scufundat într-un fluid.

Arhimede a descoperit legea lui pur experimentală, iar justificarea teoretică a așteptat timp de aproape 2000 de ani înainte de Pascal a descoperit legea hidrostaticii pentru lichide staționare. Conform acestei legi, presiunea transmisă prin fluid în toate direcțiile, indiferent de suprafața pe care acționează asupra tuturor avioanelor care delimitează lichidul, iar valoarea sa este proporțională cu suprafața P și S-a lungul la acesta normal. Pascal a deschis și a verificat Legea cu privire la experiența în 1653. Potrivit lui, pe suprafața unui corp scufundat în lichidul din toate părțile de presiunea hidrostatică.

Să presupunem că vasul cu apă sub forma unui corp scufundat cub adâncimea H L - distanța de la suprafața apei la fața superioară. Când această limită inferioară este pentru o adâncime H + L. F1 vector forță, care acționează pe fața superioară este orientată în jos și F1 = r * g * H * S, unde r - densitatea lichidului, g - accelerația gravitațională.

Forța vector F2, exercitată pe planul inferior în sus, iar valoarea sa este dată de F2 = r * g * (H + L) * S.

Vectorii de forțe care acționează pe suprafețele laterale reciproc echilibrate, astfel încât ulterior excluse din luarea în considerare. Buoyancy forță F2> F1 și direcționată de jos în sus, și atașat la fața inferioară a cubului. Definiți valoarea F sale:

F = F2 - F1 = r * g * (H + L) * S - r * g * H * S = r * g * L * S

Rețineți că L * S - .. Este volumul unui cub V, și m până la r * g = p reprezintă unitatea de greutate a fluidului, atunci greutatea formulei a forței arhimedic determină volumul de lichid egal cu volumul cubului, adică Aceasta este exact greutatea lichidului dislocat de către organism. Este interesant să vorbim despre principiul lui Arhimede este posibilă numai pentru mediu, în cazul în care există forța de gravitație - în condiții de imponderabilitate, legea nu funcționează. În cele din urmă, formula legii lui Arhimede este după cum urmează:

F = p * V, unde p - greutatea specifică de lichid.

forță Arhimede poate servi ca bază pentru analiza organismelor de flotabilitate. Condiția pentru analiză este raportul dintre corpul greutate încărcate Pm și Pf în greutate, lichid, cu un volum egal cu volumul imersat în corp lichid. Dacă Pm = Px, corpul flotant în lichid, și dacă Pr> Pf, chiuvete corpului. In caz contrar, corpul apare ca forță dinamică egală cu greutatea porțiunii ejectat adâncită a corpului de apă.

principiul lui Arhimede și utilizarea acestuia are o lungă istorie în tehnologie, începând cu exemplul clasic al utilizării tuturor cunoscute și facilități pentru baloane și dirijabile plutitoare. Aici a jucat un rol pe care gazul se referă la o stare a materiei, care este destul de fluid simulează. Astfel, în mediul de aer pentru orice forță flotabilitate obiect care acționează asemănător aceeași ca și în lichid. Primele încercări de a efectua zbor cu balonul cu aer a luat pe frații Montgolfier - au umplut un balon cu fum cald, astfel încât greutatea unui deținut într-un balon cu aer a fost mai mică decât greutatea aceluiași volum de aer rece. Aceasta a fost cauza ascensorului, iar valoarea sa a fost definită ca diferența de greutate dintre cele două volume. O altă îmbunătățire a fost baloane arzător, care încălzește continuu aerul din interiorul balonului. Este clar faptul că intervalul depinde de lungimea arzătorului. Ulterior dirijabile utilizate pentru umplerea unui gaz cu o greutate specifică mai mică decât cea a aerului.