Moč Arhimedovega

Genial Arhimedes je odraščal v družini matematikov, se je v Aleksandriji odlično izobraževal in vse življenje preživel v sicilijanskem mestu Syracuse. Postal je ustanovitelj teoretične mehanike, uspešno se je ukvarjal s težavami pri iskanju površine in količine različnih fig in teles. Pogosto se spomniš njegove slavni fraze: "Daj mi točko podpore in jaz bom spremenil Zemljo!" In vzklik "Eureke!" Ko je odkril zakon, ki ga je kasneje poimenoval po njem. Toda poleg tega je bil izjemen znanstvenik na področju geometrije in mehanike, njegovi inženirski dosežki pa so med sodobniki vzbudili presenečenje s pogumom oblikovanja in veličino rezultatov. Izbral je katapulte z metanje metanja metanja, njegov sistem mehanizmi blok-vzvoda dovolila dvigovanje ladje nad vodo, in izumil mu je blok reflektorjev, ki odsevajo sonce, rimsko floto v obstrukciji Syracuse.

Med drugimi odkritji, ki jih zgodovina povezuje z imenom tega genialnega znanstvenika, je v fiziki Archimedesova sila ostala za vedno. To odkritje je bilo povezano s praktično potrebo: zahtevalo se je, da se določi poštenost draguljarjev, ki so izdelali krono za kralja Hiero II. Kaj se zdaj imenuje specifična teža, je bil znan tudi v teh dneh, ampak kako določiti višino takšnega kompleksnega izdelka, ni bilo jasno. Legenda povezuje težko odpiranju načelo Arhimedovim s kopanjem znanstveniki. Bistvo odkritja leži v dejstvu, da je telo v tekočini deluje vzgon Arhimed, opredelitev, ki je predmet posebne pozornosti oblikovalcev tehnik plavanja, naprave, ki delajo v tekočinah, pod vodo, kakor tudi predmeti poleti - balone, sonde, zrakoplove, itd .

Klasična formulacija zakona pravi, da je sila Arhimedesa enaka teži tekočine, ki jo je potopljeno telo potopilo vanj. V tej definiciji je formula zelo preprosta: če predpostavimo, da je volumen telesa, potopljenega v tekočino, 0, in specifična teža tekočina je p, potem je njihov izdelek želena sila Archimedes. Formula za izračun je napisana takole:

Φα = ρ * 0

Zelo pogosto pride do skušnjav za preverjanje Arhimedov zakon v zvezi s plini - gostota tekočine in plina je preveč drugačna. Za skeptike je precej preprost poskus. V škatli z možnostjo črpanja zraka postavimo na lestvico veliko kroglico, na primer steklo, in uravnotežimo njegovo kovinsko težo.

Tako je v zraku težo kroglice uravnotežena s težo teže in lahko napišemo enakost Pm = Pr, ki je izpolnjena, saj predmeti so uravnoteženi. Če najprej predpostavimo, da je načelo vzgon veljavna, potem je teža na žogo in sila Arhimed FSH in FG, nato pa se je stanje ravnovesja lahko izrazi:

Pm = Pmi - $ m in Pi = Pi, - Pi, pri čemer sta Pi in Pi masa krogle in teža v praznini. Nato delamo, kot smo nas učili v šoli: Pmi - Pi = Pi1 - P2, od koder Pm1 = Pi1 - Pi + Pi = Pi + (Pi - F2).

Stvar ostaja majhna: razkriti je treba vsebino pritisnih sil za kroglo in bučko: Φω = p * Ow in Φι = p * Og.

Spremenimo vrednosti potisnih sil v izraz za Pm.

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

Na koncu smo prišli do teže žoge v votlo izražanja, ki, glede na to, da Osh> Og, ne dopušča dvoma: težo žogo v praznino več teže na težo, čeprav je v zraku in so uravnoteženi: Rsh1 = WG1 + p * (Osh - Og ).

Razlog za ta zaključek je, da je moč Archimedes odvisna od specifične teže zraka in prostornina žoge. V našem primeru je preverjanje tega zaključka zelo preprosto - morate evakuirati zrak iz škatle. Če je to storjeno, potem se lahko prepričate, da je zakon zakon, in je vedno in povsod - tako v tekočih kot tudi v plinih. Potrditev tega bo znižana, prej uravnotežena teža, žoga.

Naprava, katere sam obstoj je neprekinjen prikaz arhimedovega zakona v vseh njegovih manifestacijah, je podmornica. Ureditev teže plovila za uresničitev vseh variant gibanja s pomočjo balastnih rezervoarjev je živahen primer praktične uporabe zelo starodavnega odkritja v sodobnih razmerah.