Dryfkrag

Kom ons doen 'n eenvoudige eksperiment: neem 'n bietjie opgeblaas rubber bal en "ingebed" in water. As onderdompeling diepte is selfs 1-2 meter, is dit maklik om te sien dat sy volume verminder, dit wil sê, aan alle kante sal die bal 'n paar krag krimp. Dit word gewoonlik gesê dat daar "skuldig" hidrostatiese druk - 'n fisiese kragte wat op stilstaande vloeistowwe gedompel liggaam. Hidrostatiese kragte wat op die liggaam van alle kante, en hulle gevolglike, bekend as die Archimedes krag, nog bekend as die uitwerping, wat ooreenstem met die rigting van die uitwerking daarvan op die liggaam gedompel in 'n vloeistof.

Archimedes ontdek sy wet suiwer eksperimentele, en sy teoretiese regverdiging gewag vir byna 2000 jaar voor Pascal ontdek die wet van hidrostatika vir stilstaande vloeistof. Volgens hierdie wet, die druk oorgedra word deur die vloeistof in alle rigtings, ongeag van die gebied waarop dit dien op al die vliegtuie jaag die vloeistof, en die waarde daarvan is eweredig aan die oppervlak P en S langs die normale daaraan. Pascal oop en kyk na die wet op ervaring in 1653. Volgens hom het op die oppervlak van 'n liggaam gedompel in die vloeistof aan alle kante deur die hidrostatiese druk.

Aanvaar dat vaartuig met water in die vorm van 'n liggaam gedompel kubus diepte H aan L - afstand vanaf die water oppervlak om die top gesig. Wanneer hierdie ondergrens is vir 'n diepte H + L. Die kragvektor F1, wat op die boonste gesig is afwaarts gerig en F1 = r * g * H * S, waar r - vloeistof digtheid, g - versnelling van swaartekrag.

Die vektor krag F2, uitgeoefen op die onderste vlak opwaarts, en die waarde daarvan word gegee deur F2 = r * g * (H + L) * S.

Die draers van kragte wat aan die kant van oppervlaktes wedersyds gebalanseerde, so daarna uit oorweging uitgesluit. Dryfkrag F2> F1 en geregisseer van onder na bo, en verbonde aan die onderkant gesig van die kubus. Definieer die waarde F:

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

Let daarop dat L * S - .. Is die volume van 'n kubus V, en m te r * g = p verteenwoordig die vloeistof gewig eenheid, dan is die formule gewig van die Archimediese krag bepaal die volume van vloeistof gelyk aan die volume van die kubus, dit wil sê Dit is presies die gewig van die verplaas deur die liggaam vloeistof. Dit is interessant om te praat oor Archimedes se beginsel moontlik is net vir die omgewing, waar daar is die krag van swaartekrag - in toestande van gewigloosheid, nie die wet nie werk nie. Ten slotte, die formule van die wet van Archimedes is soos volg:

F = p * V, waar p - vloeistof soortlike gewig.

Archimediese krag kan dien as die basis vir die analise van die dryfvermoë liggame. Die voorwaarde vir analise is die verhouding van die gewig liggaam gelaai Pm en Pf gewig vloeistof met 'n volume gelyk aan die volume van die gedompel in die vloeistof liggaam. As Pm = Px, die liggaam swaai in die vloeistof, en as Pr> Pf, die liggaam sink. Anders, die liggaam na vore as die lewendige krag is gelyk aan die gewig van die vrygestelde ingeboude gedeelte van die water liggaam.

Archimedes se beginsel en die gebruik daarvan het 'n lang geskiedenis in tegnologie, wat begin met die klassieke voorbeeld van die gebruik van al die bekende en swaai fasiliteite om ballonne en lugskepe. Hier is dit 'n rol gespeel dat die gas verwys na 'n toestand van materie wat baie vloeistof nagestreef word. So, in die lug omgewing om enige voorwerp dryfkrag optree soortgelyk dieselfde as in die vloeistof. Die eerste pogings lug ballon vlug uit te voer het Montgolfier broers - hulle vervul 'n ballon met warm rook, sodat die gewig van 'n gevangene in 'n lugballon minder as die gewig van dieselfde volume van koue lug was. Dit was die oorsaak van die hysbak, en die waarde daarvan is gedefinieer as die verskil in gewig van die twee volumes. 'N Verdere verbetering was ballonne brander, wat voortdurend verhit die lug in die ballon. Dit is duidelik dat die reeks afhanklik van die lengte van die branders. Later op lugskepe gebruik vir die vulling van 'n gas met 'n spesifieke swaartekrag minder as dié van die lug.