Archimedese seaduse mõiste ja kohaldamine

Nimi Archimedes võib olla tuttav enamikele inimestele, eriti neile, kes praegu käivad 11. klassis. Jah, ta on Kreekast pärit matemaatik ja leiutaja, kes elas ajavahemikus 287 eKr - 212 eKr. Ta on kuulus hüdrostika seaduse avastamise või paremini tuntud Archimedese seaduse nime all.

Selle seaduse päritolu oli lihtne. Alustades kuningas Hieron II määrusest, kes palus Archimedesel uurida, kas tema kuldkroon on segatud hõbedaga või mitte. Isegi Archimedes mõtles selle probleemi üle tõsiselt ja tundis end lõpuks väga väsinuna ning otsustas end vette visatud avalikku vanni visata. Siin nägi ta, et põrandale voolas vett, ja leidis kohe vastuse. Ta tõusis püsti ja jooksis alasti majani. Koju jõudes hüüdis ta oma naisele: "Eureka! Eureka! " mis tähendab "olen leidnud! Olen leidnud! " Siis ilmus Archimedese seadus.

"Kui objekt kastetakse vedelikku, saab see jõu, mida nimetatakse ujuvuseks (ülespoole suunatud jõud), mis on võrdne tõrjutava vedeliku massiga."

See seadus selgitab objekti raskusjõu ja ülespoole suunatud jõu suhet vette laskmisel. Kui ülestõstmise (ujuvuse) tõttu kaaluvad vedelikus olevad esemed vähem. Nii et vees tõstetud esemed tunnevad end kergemini kui maale tõstes.

Vees oleva eseme kaalule antakse tähis Ws, eseme tegelikule kaalule tähis W, ülespoole suunatud jõule või ujuvusele aga sümbol Fa.

Ws = W-Fa

Ujuvuse (Fa) suurus sõnastatakse järgmiselt:

Fa = ρcair Vb g

Teave:

Vb = sukeldatud objekti maht (m3)

ρcair = vedeliku tihedus (kg / m3)

g = gravitatsioonist tingitud kiirendus (m / s2)

Objektid Archimedese seaduses

Kui objekt on vedelikku kastetud, on 3 võimalust, nimelt uppumine, hõljumine või hõljumine. Siin on selgitus.

Veealune objekt

Objekt deklareeritakse vedelikku kastetuna, kui eseme asukoht on alati vedeliku põhjas. Selline olukord tekib siis, kui vedeliku tihedus on väiksem kui eseme tihedus.

Näide: vette pandud kivi

Ujuvad objektid

Objektid hõljuvad vedelikus, kui objekti asukoht on vedeliku pinna all ja aluse kohal, kus vedelik asub. Selline olukord tekib siis, kui vedeliku tihedus on sama kui eseme tihedus.

Näide: munad vette pannes

Ujuv objekt

Objekt hõljub vedelikus, kui eseme asukoht ilmub osaliselt vedeliku pinnale ja osaliselt vedelikku. Selline olukord tekib siis, kui vedeliku tihedus on suurem kui eseme tihedus.

Näide: vette pandud plast

Archimedese seadus igapäevaelus

Hüdromeeter

Hüdromeeter on tööriist, mida kasutatakse vedeliku tiheduse mõõtmiseks. See tööriist on toru kujul, mis sisaldab liiteseadet ja õhuruumi, nii et see hõljuks püsti ja oleks korraga stabiilne. Hüdromeeter töötab vastavalt Archimedese põhimõttele. Seal, kus veeaine tihedus on suurem, vajub vähem osa hüdromeetrist. Seda hüdromeetrit kasutatakse laialdaselt piima, õlle või muude jookide veesisalduse määramiseks.

Allveelaev

Archimedese seaduse kohaldamine allveelaevade suhtes on praktiliselt sama mis laevaehituses. Kui laev kavatseb sukelduda, pannakse merevesi reservaruumi nii, et see tõstaks laeva kaalu. Noh, sisestatud merevee koguse paigutus on see, mis sunnib allveelaeva soovi korral teatud sügavusel sukelduma. Ujuvaks muutmiseks eemaldab laev reservruumist merevee.

Õhupall

Peale hüdromeetrite ja allveelaevade kehtib Archimedese seaduse kohaldamine ka gaasilist tüüpi objektidele. Sellisel juhul täidetakse õhus hõljuv kuumaõhupall gaasiga, mille tihedus on väiksem kui atmosfääri õhu tihedus.

Automaatne kraan

Igaüks, kelle majas on veepump, peab olema märganud, et seal on hoiupaak, mis tuleb sinna paigutada teatud kõrgusele. Eesmärk on saavutada suur rõhk vee ärajuhtimiseks. Mahutis on ujuk, mis toimib automaatse segistina. See kraan pannakse vees hõljuma, nii et see liigub koos veetasemega ülespoole. Kui vesi on tühi, avab ujuk vee äravooluks kraani. Vastupidi, kui paak on täis, sulgeb ujuk segisti automaatselt.