Imię Archimedes może być znane większości ludzi, szczególnie tym z Was, którzy są obecnie w 11. klasie Tak, jest on matematykiem i wynalazcą z Grecji, który żył w latach 287 - 212 pne. Słynie z odkrycia prawa hydrostatyki lub lepiej znanego jako prawo Archimedesa.
Pochodzenie tego prawa było proste. Począwszy od rozkazu króla Hierona II, który poprosił Archimedesa o zbadanie, czy jego złota korona była zmieszana ze srebrem, czy nie. Nawet Archimedes poważnie zastanowił się nad tym problemem iw końcu poczuł się bardzo zmęczony i postanowił rzucić się do publicznej łaźni wypełnionej wodą. Tutaj zobaczył, że na podłogę leje woda, i od razu znalazł odpowiedź. Wstał i pobiegł do domu zupełnie nagi. Kiedy wrócił do domu, krzyknął do żony: „Eureka! Eureka! " co oznacza „znalazłem! Znalazłem! " Potem pojawiło się prawo Archimedesa.
„Jeśli obiekt zostanie zanurzony w cieczy, otrzyma siłę zwaną wyporem (siła skierowana w górę) równą masie wypartej cieczy”.
To prawo wyjaśnia zależność grawitacji i siły skierowanej do góry na obiekt po włożeniu do wody. Tam, gdzie ze względu na unoszenie się w górę (wypór), przedmioty w cieczy będą ważyć mniej. Dzięki temu przedmioty, które są unoszone w wodzie, będą wydawać się lżejsze niż wtedy, gdy są podnoszone na lądzie.
Waga przedmiotu w wodzie jest oznaczona symbolem Ws, rzeczywista waga obiektu jest oznaczona symbolem W, a siła działająca w górę lub wyporność jest oznaczona symbolem Fa.
Ws = W-Fa
A wielkość wyporu (Fa) jest wyrażona przez:
Fa = ρcair Vb g
Informacja:
Vb = objętość zanurzonego obiektu (m3)
ρcair = gęstość cieczy (kg / m3)
g = przyspieszenie ziemskie (m / s2)
Obiekty w prawie Archimedesa
Gdy obiekt zostanie zanurzony w cieczy, pojawią się 3 możliwości, a mianowicie tonięcie, unoszenie się na wodzie lub unoszenie się na wodzie. Oto wyjaśnienie.
Obiekt zanurzony
Uważa się, że obiekt jest zanurzony w cieczy, jeśli pozycja obiektu zawsze znajduje się na dnie, w którym znajduje się ciecz. Taka sytuacja ma miejsce, gdy gęstość cieczy jest mniejsza niż gęstość obiektu.
Przykład: kamień włożony do wody
Pływające obiekty
Przedmioty unoszą się w cieczy, gdy obiekt znajduje się poniżej powierzchni cieczy i powyżej podstawy, w której znajduje się ciecz. Taka sytuacja ma miejsce, gdy gęstość cieczy jest taka sama, jak gęstość obiektu.
Przykład: jajka po włożeniu do wody
Pływający obiekt
Przedmiot unosi się w cieczy, gdy jego położenie pojawia się częściowo na powierzchni cieczy i częściowo zanurzone w cieczy. Taka sytuacja ma miejsce, gdy gęstość cieczy jest większa niż gęstość obiektu.
Przykład: plastik włożony do wody
Prawo Archimedesa w życiu codziennym
Areometr
Hydrometr to narzędzie służące do pomiaru gęstości cieczy. To narzędzie ma postać rury zawierającej balast i przestrzeń powietrzną, dzięki czemu będzie unosić się pionowo i jednocześnie być stabilne. Areometr działa na zasadzie Archimedesa. Im większa gęstość substancji wodnej, tym mniejsza część areometru będzie opadać. Ten areometr jest szeroko stosowany do określania zawartości wody w mleku, piwie lub innych napojach.
Łódź podwodna
Zastosowanie prawa Archimedesa do okrętów podwodnych jest praktycznie takie samo jak w przypadku przemysłu stoczniowego. Jeśli statek ma nurkować, woda morska jest umieszczana w rezerwowej przestrzeni, aby spowodować wzrost masy statku. Cóż, ustawienie ilości wprowadzanej wody morskiej powoduje, że łódź podwodna nurkuje na określonej głębokości, zgodnie z życzeniem. Aby unosić się na wodzie, statek usunie wodę morską z rezerwowej przestrzeni.
Balon powietrzny
Oprócz hydrometrów i okrętów podwodnych, prawo Archimedesa dotyczy także obiektów gazowych. W tym przypadku balon na gorące powietrze, który może unosić się w powietrzu, jest wypełniony gazem o gęstości mniejszej niż gęstość powietrza w atmosferze.
Kran automatyczny
Każdy, kto ma pompę wodną w swoim domu, musiał zauważyć, że jest tam zbiornik magazynowy, który należy umieścić na określonej wysokości. Celem jest uzyskanie dużego ciśnienia do przepływu wody. W zbiorniku znajduje się pływak pełniący funkcję automatycznego kranu. Ten kran unosi się w wodzie, dzięki czemu podnosi się wraz z poziomem wody. Gdy woda jest pusta, pływak otworzy kran, aby spuścić wodę. I odwrotnie, jeśli zbiornik jest pełny, pływak automatycznie zamknie kran.
