Archimedede jõud

Hõimuline Archimedes kasvas üles matemaatikapere, sai Alexandria suurepärase hariduse ja kogu oma elu Sitsiilia linnas Siracusa. Ta sai teoreetilise mehaanika asutaja, edukalt töötanud pindala leidmisel ja arvukate jooniste ja kehade hulga leidmisel. Sageli meenutagem tema kuulsat fraasi "Anna mulle toetuspunkt ja ma pöördun Maa!" Ja hüüumärk "Eureka!" Kui ta avastas seaduse, siis hiljem tema nime. Kuid pealegi oli ta geomeetria ja mehaanika väljapaistev teadlane ning tema inseneri saavutused tekitasid tema kaasaegsete üllatusi oma disaini julgusega ja tulemuste suurejoonelisusega. Ta tegi katapulte suurel viskamisel, selle plokk-võimendusmehhanismide süsteem lubas laeva tõsta veega ja tema poolt leiutatud päikese peegeldavate peeglite blokaad põles Rooma laevastikku Siracusa piiramisrõngas.

Teiste avastuste seas, mis ajalugu seostab selle särava teadlase nimega, füüsikas oli Archimedese jõud igaveseks. See avastus seostus praktilise vajadusega: oli vaja kindlaks määrata kuningas Hiero II kroonitanud juveliiride ausus. Nüüd, mida nimetatakse konkreetseks raskusjõuks, oli juba nendel aegadel hästi teada, kuid sellise keeruka toote mahu kindlaksmääramine oli arusaamatu. Legend seob püsivalt Archimedese seaduse avastamist teadlase poolt vanni vastu võtmisega. Avastuse olemus on see, et vedeliku kehas tegutseb Archimedese ujuvvõimsus, mille määratlemist juhib ujumisvarustuse disainerid, vees töötavad seadmed, vee all ja õhupallide objektid - õhupallid, sondid, õhulaevad jne. .

Seaduse klassikalises sõnastuses öeldakse, et Archimedese jõud võrdub vedeliku kaaluga, mille keha selle all olev keha on nihkunud. Selles definitsioonis kirjeldatakse valemit väga lihtsalt: kui me eeldame, et vedelas olev keha kogus on 0 ja vedeliku erikaal on p, siis on nende toode soovitud Archimedese jõud. Selle arvutuse valem on kirjutatud järgmiselt:

Φα = ρ * 0

Sageli on kiusatus kontrollida Archimedese seadusi gaaside suhtes - vedeliku ja gaasi tihedus on liiga erinevad. Skeptikute jaoks on üsna lihtne katse. Karbis, kus on võimalus õhk pumpada, asetame kaaludele suure palli, näiteks klaasi, ja tasakaalustame selle metallkaalu.

Niisiis, õhus palli kaal tasakaalustatakse kaalu kaaluga ja me võime kirjutada võrdsuse Pm = Pr, mis on täidetud, kuna Objektid on tasakaalustatud. Kui me algselt eeldame, et Archimedese seadus kehtib, siis lähtub Archimedese jõud Φι ja Φ2 pallist ja kaalust ning seejärel saab tasakaalu tingimust ümber kirjutada muul viisil:

Pm = Pi, - Pi ja Pi = Pi, - Pi, kus Pi ja Pi, on palli kaal ja tühimiku kaal. Siis me tegutseme, nagu koolis õpetati: Pm1 = Pm = Pi1 - P2, kust Pm1 = Pi1 - P2 + Pm = Pi + ($ m - F2).

Asi jääb väikeseks - on vaja avaldada tõukejõu sisu kera ja hantele: $ m = p * Ow ja $ i = p * Oz.

Me teeme pumba jõudude väärtuste asendused Pm ekspressioonis.

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

Lõppkokkuvõttes palli kaalust tühimikus saadakse avaldis, mis, arvestades asjaolu, et Dm> Dg, ei jäta mingit kahtlust: balli kaal tühikus on suurem kui hanse kaal, kuigi õhu sees on need tasakaalustatud: Pm = Pr2 + p * )

Selle järelduse põhjus on selles, et Archimedese tugevus sõltub õhu erikaalust ja sfääri mahust. Meie puhul on seda järeldust väga lihtne kontrollida - peate väljastama õhust kasti. Kui see on tehtud, siis saab veenduda, et seadus on seadus ja see on alati ja kõikjal täidetud nii vedelikus kui ka gaasides. Selle kinnituseks on alandatud, varem tasakaalustatud kaal, pall.

Seade, mille olemasolu on pidev demonstreerimine Archimedese seadusest kõigis selle ilmingutes, on allveelaev. Laevakoormuse reguleerimine ballastmahutite abil kõigi liikumisvariantide realiseerimiseks on väga ilus näide väga vana avastuse praktilise kasutamise kohta tänapäeva tingimustes.