Flotación forto

Ni faru simplan eksperimenton: prenu iom bombasta kaŭĉuko pilko kaj "imbedded" en akvo. Se mergo profundo eĉ 1-2 metrojn, estas facile vidi ke ĝia volumeno estas reduktita, tio estas, ĉiuflanke la pilko estos Elektu plej bonan iuj forton. Oni kutime diras ke ekzistas "kulpa" hidrostático premon - Fizika fortoj agas sur senmova fluidoj inmerso korpo. Hydrostatic fortoj agas sur la korpo de ĉiuj flankoj, kaj ilia rezultanto, konata kiel la Arkimedo forto, ankoraŭ nomita la elĵeto, kiu korespondas al la direkto de lia efekto sur la korpo mergita en fluida.

Arkimedo eltrovis sian leĝon pure eksperimenta, kaj lia teoria pravigo atendis preskaŭ 2.000 jaroj antaŭ Paskalo malkovris la leĝon de hidrostática por senmova likvaĵo. Laŭ ĉi tiu leĝo, la premo transdonita tra la fluida ĉiudirekte sendepende de la areo sur kiu ĝi agas sur ĉiuj aviadiloj saltante la likva, kaj ĝia valoro estas proporcia al la surfaco P kaj S laŭ la normalaj kun gxi. Pascal malfermiĝis kaj kontrolis la leĝo sur sperto en 1653. Laŭ li, sur la surfaco de korpo mergita en la likva ĉiuflanke de la hidrostática premo.

Supozi ke vazo kun akvo en la formo de korpo mergita kubo profundo H al L - distanco de la surfaco de akvo al la supro vizaĝo. Kiam ĉi suba baro estas por profundo H + L. La forto vektora F1, agante sur la supra vizaĝo estas direktita malsupren kaj F1 = r * g * H * S, kie r - likva denseco, g - akcelo de gravito.

La vektora forton F2, praktikita sur la malsupra ebeno supren, kaj ĝia valoro estas donita per F2 = r * g * (H + L) * S.

La vektoroj de fortoj agas sur flanko surfacoj reciproke ekvilibra, do poste ekskludita de konsidero. Flosemo forton F2> F1 kaj direktita de malsupre supren, kaj alkroĉita al la fundo vizaĝo de la kubo. Difini ĝia valoro F:

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

Notu ke L * S - .. Ĉu la volumeno de kubo V kaj m al r * g = p reprezentas la fluida pezon unuo, tiam la formulo pezon de la arĥimedaj forto determinas la volumo de likva egala al la volumeno de la kubo, tio estas: Tiu estas ĝuste la pezo de la likva delokitaj de la korpo. Estas interese paroli pri Arquímedes principo eblas nur por la medio, kie estas la forto de gravito - en kondiĉoj de senpezeco, la leĝo ne funkcias. Fine, la formulo de la leĝo de Arkimedo estas jene:

F = p * V, kie p - likva specifa graveco.

Arĥimeda forto povas servi kiel bazo por la analizo de la flotación korpoj. La kondiĉo por analizo estas la rilatumo de la pezo korpo ŝarĝis Pm kaj Pf pezo likvaĵo kun volumo egala al la volumeno de la mergita en la likva korpo. Se Pm = Px, la korpo flosante en la likva, kaj se Pr> Pf, la korpo enprofundigas. Alie, la korpo aperas kiel la prospera forto egalas la pezon de la elĵetita niĉitaj parto de la korpo de akvo.

Arquímedes principo kaj ĝia uzo havas longan historion en teknologio, komencante kun la klasika ekzemplo de la uzo de ĉiuj konataj kaj flosanta faciligoj balonoj kaj aerŝipoj. Jen ĝi ludis rolon, ke la gaso rilatas al stato de materio kiu estas sufiĉe fluida simulas. Tiel, en la aero medio por ajna celo flotación forto aganta parenca sama kiel en la likvaĵo. La unuaj provoj por realigi aero balono flugo prenis fratoj Montgolfier - ili plenigis balonon kun varma fumo, tiel ke la pezo de malliberulo en aera balono estis malpli ol la pezo de la sama volumo de malvarma aero. Tio estis la kaŭzo de la lifto, kaj ĝia valoro estis difinita kiel la diferenco en pezo de la du volumoj. Plia plibonigo estis balonoj brulilo, kiu kontinue varmigas la aeron interne de la balono. Estas klare, ke la gamo dependas de la longo de la brulilo. Poste aerŝipoj uzata por plenigi gaso kun specifa graveco malpli ol tiu de aero.