Закон Архімеда має значення F = ρ.Vg. Сенс цього закону полягає в тому, що занурений у рідину предмет буде відчувати висхідну силу, рівну вазі рідини, витісненої об’єктом.
Як корабель з таким важким вантажем може плавати по океану? На це запитання дадуть відповідь, коли ви зрозумієте принципи закону Архімеда. Далі подано пояснення значення закону Архімеда та приклади вирішення проблем, пов’язаних із законом Архімеда.
Історія права Архімеда
Чи знаєте ви, хто такий Архімед? Що відкрив Архімед у свій час?
Одного разу король Гієрон II попросив Архімеда дослідити, чи змішується його золота корона зі сріблом чи ні. Архімед задумався над цим серйозно. Поки він не почувався дуже втомленим і не кинувся у громадську лазню, повну води.
Потім він помітив, що на підлові розливається вода, і відразу ж знайшов відповідь. Він підвівся і побіг голим аж до будинку. Повернувшись додому, він крикнув дружині: "Еврика! Еврика! " що означає "я знайшов! Я знайшов! " Потім він створив закон Архімеда.
Через історію Архімеда ми бачимо, що принцип закону Архімеда стосується сили підйому або сили виштовхування рідини (рідини чи газу) до предмета. Отже, із силою плавучості рідкого предмета предмети різних типів, що мають різну щільність, мають різну силу плавучості. Саме це дозволило Архімеду відповісти на запитання короля і довести, що корона короля Ієрона II була засліплена сумішшю золота і срібла.
Розуміння закону Архімеда
Закон Архімеда говорить:
" Об'єкт, який частково або повністю занурений у рідину, буде відчувати висхідну силу, рівну вазі рідини, витісненої об'єктом. "
Значення слова, переданого в звуці закону Архімеда, - це об’єм рідини, яка переливається, натискається так, що здається, ніби збільшується об’єм, коли предмет занурений у рідину.
Кількість рідини, що переміщується / пресується, має об’єм, рівний об’єму зануреного / зануреного в рідину предмета. Так що згідно із Законом Архімеда сила плавучості (Fa) має таке саме значення, як і вага рідини (wf), яка витісняється.
Формули закону Архімеда
Застосування закону Архімеда є дуже корисним у кількох життєвих ситуаціях, таких як визначення, коли підводний човен плаває, витає чи тоне. Ну, ось основні принципи формули закону Архімеда.
Читайте також: 16 ісламських королівств у світі (ПОВНО) + ПоясненняКоли предмет знаходиться в рідині, об’єм рідини передається рівним об’єму об’єкта в рідині. Якщо об’єм переносимої рідини V, а щільність рідини (маса на одиницю об’єму) ρ, то маса перенесеної рідини становить:
m = ρ.V
Кількість ваги перенесеної рідини становить
w = mg = ρ.Vg
Згідно з принципом Архімеда, величина тиску вгору дорівнює вазі об'єкта, що переміщується:
Fa = w = ρ.Vg
Якщо система знаходиться в рівновазі, її можна сформулювати
Fa = w
ρf.Vbf.g = ρb.Vb.g
ρf.Vbf = ρb.Vb
Інформація:
m = маса (кг)
ρ = щільність (кг / м3)
V = об'єм (м3)
Fa = плавучість (N)
g = прискорення під дією сили тяжіння (м / с2)
wf = вага об'єкта (N)
ρf = щільність рідини (кг / м3)
Vbf = об'єм зануреного в рідину об'єкта (м3)
ρb = щільність об'єкта (кг / м3)
Vb = об'єм об'єкта (м3)
Плаваючий, плаваючий і тонучий
Якщо об’єкт занурений у рідину чи рідину, то виникають 3 можливості, а саме плавання, плавання та потоплення .
Плавучий об'єкт
Об’єкт у рідині плаває, якщо щільність об’єкта менше щільності рідини (ρb <ρf). Коли об’єкт плаває, лише частина об’єму об’єкта занурюється в рідину, тоді як інша частина знаходиться над поверхнею води в плаваючому стані. Так, що об’єм об’єкта ділиться на об’єм об’єкта, який занурений у воду, та об’єм об’єкта, що плаває.
Vb = Vb '+ Vbf
Fa = ρf.Vbf.g
Оскільки лише частина її занурена в рідину, застосовується рівняння сили висхідного тяжіння:
ρf.Vbf = ρb.Vb
Інформація:
Vb '= об'єм плавучого об'єкта (м3)
Vbf = об'єм зануреного в рідину об'єкта (м3)
Vb = об'єм всього об'єкта (м3)
Fa = плавучість (N)
ρf = густина рідини (кг / м3)
g = сила тяжіння (м / с2)
Плаваючі об'єкти
Об’єкти в рідині плавають, коли щільність об’єкта така ж, як щільність рідини (ρb = ρf). Плаваючий об’єкт буде знаходитися між поверхнею рідини та дном посудини.
Оскільки щільність предметів і рідин однакова, то:
FA = ρf.Vb.g = ρb.Vb.g
Інформація:
Fa = плавучість (N)
ρf = густина рідини (кг / м3)
ρb = щільність об'єкта (кг / м3)
Vb = об'єм об'єкта (м3)
g = сила тяжіння (м / с2)
Занурений об’єкт
Коли щільність об’єкта перевищує щільність рідини (ρb> ρf ) , об’єкт опуститься і опиниться на дні посудини. Чинне законодавство:
Fa = wu - wf
У зануреному об’єкті весь об’єм об’єкта занурений у воду, тому об’єм витісненої води дорівнює загальному об’єму об’єкта. Завдяки цьому ми отримуємо відношення рівняння сили підйому до об'єкта, що тоне, через відношення маси.
Також читайте: Як писати огляди книг та приклади (Художня та наукова література)ρf.Vb = mu - mf
Інформація:
Fa = плавучість (N)
wu = вага предмета в повітрі / фактична вага (N)
wf = вага предмета в рідині (N)
g = сила тяжіння (м / с2)
Vb = загальний об'єм об'єкта (м3)
ρf = густина води (кг / м3)
mu = маса в повітрі (кг)
mf = маса в рідині (кг)
Приклад проблеми права Архімеда
Приклад завдання 1
Щільність морської води становить 1025 кг / м3, обчисліть об'єм гірської породи, зануреної в морську воду, якщо вага морської води, витісненої породою, становить 2 Ньютона!
Відомий :
ρf = 1025 кг / м3
wf = 2 Н
g = 9,8 м / с2
Шукається: V камінь. . . ?
Відповідь:
Вага морської води: ш = мг
Плавучість: Fa = ρf. g. Vbf
Вага пролитої води дорівнює плавучості породи, тому це можна записати
w = Fa
w = ρf.g.Vb
2 = 1025. (9,8) .Vb
2 = 10,045.Vb
Vb = 10,045 / 2
Vb = 1,991 х 10-4 м3 = 199,1 см3
Отже, об’єм зануреної породи становить 199,1 см3
Приклад завдання 2
Об’єкт важить у повітрі 500 Н. Визначте щільність об’єкта, якщо вага об’єкта у воді 400 Н, а щільність води 1000 кг / м3!
Відомий :
ву = 500 Н
wf = 400 Н
ρa = 1000 кг / м3
Хотіли: ρb?
Відповідь:
Fa = wu - wf
Fa = 500 Н - 400 Н
Fa = 100 Н
ρb / ρf = wu / Fa
ρb / 1000 = 500/100
100 ρb = 500 000
ρb = 500000/100
ρb = 5000 кг / м3
Отже, щільність об’єкта становить 5000 кг / м3
Приклад завдання 3
Визначте щільність пробки, якщо 75% від об’єму пробки занурено у воду, а щільність води 1 грам / см3!
Відомий :
ρf = 1 гр / см3
Vf = 0,75 Vg
Шукається: ρg. . . ?
Відповідь:
ρg.Vg = ρf.Vf
ρg.Vg = 1. (0.75Vg)
ρg = 0,75 гр / см3
Отже, щільність пробки становить 0,75 г / см3
Приклад завдання 4
Блок має щільність 2500 кг / м3, а в повітрі він важить 25 ньютонів. Визначте вагу блоку у воді, якщо щільність води 1000 кг / м3, а прискорення завдяки силі тяжіння 10 м / с2!
Відомий :
ρb = 2500 кг / м3
ву = 25 Н
ρf = 1000 кг / м3
Хотіли: wf?
Відповідь:
ρb / ρf = wu / Fa
(2500) / (1000) = 25 / Фа
2,5 Fa = 25
Fa = 25 / 2,5
Fa = 10 н
Коли об'єкт занурюється, застосовується:
Fa = wa-wf
10 = 25 - wf
wf = 25-10
wf = 15 Н
Отже, вага блоку у воді становить 15 ньютонів
Довідково : Еврика! Принцип Архімеда
