Законът на Архимед е F = ρ.Vg. Смисълът на този закон е, че обект, потопен в течност, ще изпитва възходяща сила, равна на теглото на течността, изместена от обекта.
Как може кораб с толкова тежък товар да може да плава по океана? На този въпрос ще получите отговор, когато разберете принципите на закона на Архимед. Следва обяснение на значението на закона на Архимед и примери за решаване на проблеми, свързани със закона на Архимед.
История на правото на Архимед
Знаете ли кой е Архимед? Какво е открил Архимед по негово време?
Един ден Архимед бил помолен от крал Хиерон II да проучи дали златната му корона е била смесена със сребро или не. Архимед сериозно се замисли по този въпрос. Докато не се почувства много уморен и се хвърли в обществената баня, пълна с вода.
След това той забеляза, че по пода се разлива вода и веднага намери отговора. Той стана на крака и избяга гол до къщата. Когато се прибра вкъщи, той извика на жена си: „Еврика! Еврика! " което означава „Намерих! Аз намерих! " Тогава той направи закона на Архимед.
Чрез историята на Архимед можем да видим, че принципът на закона на Архимед е за силата на повдигане или плаваща сила върху течност (течност или газ) срещу обект. Така че със силата на плаваемост на течен обект, обектите от различен тип, поради различна плътност, имат различна сила на плаваемост. Това е, което направи Архимед в състояние да отговори на въпроси от краля и да докаже, че короната на крал Хиерон II е била заслепена от смес от злато и сребро.
Разбиране на закона на Архимед
Законът на Архимед гласи:
„ Обект, който е частично или изцяло потопен в течност, ще изпитва възходяща сила, равна на теглото на течността, изместена от обекта. “
Значението на думата, пренесена в звука на закона на Архимед, е обемът на течността, която прелива, притиска се така, че изглежда, че има увеличение на обема, когато даден обект е потопен в течност.
Количеството течност, което се премества / пресова, има обем, равен на обема на обекта, потопен / потопен в течността. Така че според Закона на Архимед силата на плавучест (Fa) има същата стойност като теглото на изместваната течност (wf).
Формули на закона на Архимед
Прилагането на закона на Архимед е много полезно в няколко живота, като например определяне кога подводница плава, витае или потъва. Е, тук са основните принципи на формулата на закона на Архимед.
Прочетете също: 16 ислямски кралства по света (ПЪЛНО) + ОбяснениеКогато обектът е в течност, обемът на течността се прехвърля равен на обема на обекта в течността. Ако обемът на прехвърлената течност е V и плътността на течността (маса на единица обем) е ρ, тогава масата на прехвърлената течност е:
m = ρ.V
Количеството тегло на прехвърлената течност е
w = mg = ρ.Vg
Според принципа на Архимед, големината на налягането нагоре е равна на теглото на обекта, който се премества:
Fa = w = ρ.Vg
Ако една система е в баланс, тя може да бъде формулирана
Fa = w
ρf.Vbf.g = ρb.Vb.g
ρf.Vbf = ρb.Vb
Информация:
m = маса (kg)
ρ = плътност (kg / m3)
V = обем (m3)
Fa = плаваемост (N)
g = ускорение поради гравитацията (m / s2)
wf = тегло на обекта (N)
ρf = плътност на течността (kg / m3)
Vbf = обем на обекта, потопен в течност (m3)
ρb = плътност на обекта (kg / m3)
Vb = обем на обекта (m3)
Плаващ, плаващ и потъващ
Ако даден обект е потопен в течност или течност, има 3 възможности, които ще възникнат, а именно плаващ, плаващ и потъващ .
Плаващ обект
Обект в течност плава, ако плътността на обекта е по-малка от плътността на течността (ρb <ρf). Когато даден обект плава, само част от обема на обекта се потапя в течността, докато другата част е над повърхността на водата в плаващо състояние. Така че обемът на обекта се разделя на обема на обекта, който е потопен и обема на обекта, който е плаващ.
Vb = Vb '+ Vbf
Fa = ρf.Vbf.g
Тъй като само част от него е потопена в течност, се прилага уравнението за сила нагоре с гравитация:
ρf.Vbf = ρb.Vb
Информация:
Vb '= обем на плаващ обект (m3)
Vbf = обем на обекта, потопен в течност (m3)
Vb = обем на целия обект (m3)
Fa = плаваемост (N)
ρf = плътност на течността (kg / m3)
g = гравитация (m / s2)
Плаващи обекти
Обектите в течност плуват, когато плътността на обекта е същата като плътността на течността (ρb = ρf). Плаващият обект ще бъде между повърхността на течността и дъното на съда.
Тъй като плътността на предметите и течностите е еднаква, тогава:
FA = ρf.Vb.g = ρb.Vb.g
Информация:
Fa = плаваемост (N)
ρf = плътност на течността (kg / m3)
ρb = плътност на обекта (kg / m3)
Vb = обем на обекта (m3)
g = гравитация (m / s2)
Потопен обект
Когато плътността на обекта е по-голяма от плътността на течността (ρb> ρf ) , обектът ще потъне и ще бъде на дъното на съда. Приложим закон:
Fa = wu - wf
В потопен обект целият обем на обекта е потопен във вода, така че размерът на изместената вода е равен на общия обем на обекта. С това получаваме отношението на уравнението на силата на повдигане към потъващия обект чрез връзката маса.
Прочетете също: Как да напиша отзиви и примери за книги (художествени и нехудожествени книги)ρf.Vb = mu - mf
Информация:
Fa = плаваемост (N)
wu = тегло на обекта във въздух / действително тегло (N)
wf = тегло на обекта в течност (N)
g = гравитация (m / s2)
Vb = общ обем на обекта (m3)
ρf = плътност на водата (kg / m3)
mu = маса във въздуха (kg)
mf = маса в течност (кг)
Пример за закон на Архимед
Примерен проблем 1
Плътността на морската вода е 1025 кг / м3, изчислете обема на скалата, потопена в морска вода, ако теглото на изместената от скалата морска вода е 2 Нютона!
Известно е:
ρf = 1025 кг / м3
wf = 2 N
g = 9,8 m / s2
Търси се: V камък. . . ?
Отговор:
Тегло на морската вода: w = mg
Плаваемост: Fa = ρf. ж. Vbf
Теглото на разлятата вода е равно на плаваемостта на скалата, така че може да се напише
w = Fa
w = ρf.g.Vb
2 = 1025. (9.8). Vb
2 = 10,045.Vb
Vb = 10,045 / 2
Vb = 1,991 x 10-4 m3 = 199,1 cm3
Така че обемът на потопената скала е 199,1 cm3
Примерен проблем 2
Един обект тежи във въздух 500 N. Определете плътността на обекта, ако теглото на обекта във вода е 400 N, а плътността на водата е 1000 kg / m3!
Известно е:
wu = 500 N
wf = 400 N
ρa = 1000 Kg / m3
Търси се: ρb?
Отговор:
Fa = wu - wf
Fa = 500 N - 400 N
Fa = 100 N
ρb / ρf = wu / Fa
ρb / 1000 = 500/100
100 ρb = 500 000
ρb = 500 000/100
ρb = 5000 kg / m3
Така плътността на обекта е 5000 kg / m3
Примерен проблем 3
Определете плътността на тапата, ако 75% от обема на тапата е потопена във вода и плътността на водата е 1 грам / см3!
Известно е:
ρf = 1 gr / cm3
Vf = 0,75 Vg
Търси се: ρg. . . ?
Отговор:
ρg.Vg = ρf.Vf
ρg.Vg = 1. (0.75Vg)
ρg = 0,75 gr / cm3
Така плътността на тапата е 0,75 gr / cm3
Примерен проблем 4
Блокът има плътност от 2500 kg / m3 и когато е във въздух, тежи 25 нютона. Определете теглото на блока във вода, ако плътността на водата е 1000 kg / m3, а ускорението поради гравитацията е 10 m / s2!
Известно е:
ρb = 2 500 кг / м3
wu = 25 N
ρf = 1000 kg / m3
Търси се: wf?
Отговор:
ρb / ρf = wu / Fa
(2500) / (1000) = 25 / Fa
2,5 Fa = 25
Fa = 25 / 2.5
Fa = 10 N
Когато обектът потъне, той се прилага:
Fa = wa-wf
10 = 25 - wf
wf = 25-10
wf = 15 N
Така че теглото на блока във водата е 15 Нютона
Справка : Eureka! Принципът на Архимед
