Boilerid, küte. Ahjud ja kaminad. Radiaatorid. Küttesüsteemid

Vee tõstejõud. Archimedese seadus: määratlus ja valem. Miks laevad ei uppu?

: vedelikku (või gaasi) sukeldatud kehale mõjub üleslükkejõud, mis on võrdne selle keha poolt väljatõrjutud vedeliku (või gaasi) massiga. Jõudu nimetatakse Archimedese jõul:

kus on vedeliku (gaasi) tihedus, gravitatsioonikiirendus ja vee all oleva keha ruumala (või selle osa ruumalast, mis asub pinna all). Kui keha hõljub pinnal või liigub ühtlaselt üles või alla, siis on üleslükkejõud (nimetatakse ka Archimedese jõuks) suuruselt (ja vastupidise suunaga) raskusjõuga, mis mõjub tõrjutud vedeliku (gaasi) mahule. keha poolt ja rakendatakse selle mahu raskuskeskmele .

Keha ujub, kui Archimedese jõud tasakaalustab keha gravitatsioonijõudu.

Tuleb märkida, et keha peab olema täielikult ümbritsetud vedelikuga (või ristuma vedeliku pinnaga). Nii näiteks ei saa Archimedese seadust rakendada kuubikule, mis asub paagi põhjas, puudutades hermeetiliselt põhja.

Mis puutub kehasse, mis asub gaasis, näiteks õhus, siis tõstejõu leidmiseks on vaja vedeliku tihedus asendada gaasi tihedusega. Näiteks heeliumi õhupall lendab ülespoole tänu sellele, et heeliumi tihedus on väiksem kui õhu tihedus.

Archimedese seadust saab selgitada hüdrostaatilise rõhu erinevuse abil ristkülikukujulise keha näitel.

Kus P A, P B- surve punktides A Ja B, ρ - vedeliku tihedus, h- taseme erinevus punktide vahel A Ja B, S- keha horisontaalne ristlõikepindala, V- sukeldatud kehaosa maht.

Teoreetilises füüsikas kasutatakse Archimedese seadust ka terviklikul kujul:

,

kus on pindala, on rõhk suvalises punktis, integreerimine toimub kogu keha pinnal.

Gravitatsioonivälja puudumisel ehk kaaluta olekus Archimedese seadus ei tööta. Astronaudid on selle nähtusega üsna tuttavad. Eelkõige kaaluta olekus puudub (loodusliku) konvektsiooni nähtus, nii näiteks õhkjahutus ja eluruumide ventilatsioon kosmoselaev fännide sunniviisiliselt toodetud.

Üldised

Archimedese seaduse teatav analoog kehtib ka igas kehale ja vedelikule (gaasile) erinevalt mõjuvate jõudude väljas või ebaühtlases väljas. Näiteks viitab see inertsiaalsete jõudude väljale (näiteks tsentrifugaaljõud) - tsentrifuugimine põhineb sellel. Näide mittemehaanilise iseloomuga välja kohta: juhtiv keha nihutatakse kõrgema intensiivsusega magnetvälja piirkonnast madalama intensiivsusega piirkonda.

Archimedese seaduse tuletamine suvalise kujuga keha jaoks

Hüdro staatiline rõhk Sügavuses on vedelikud. Sel juhul loeme vedeliku rõhku ja gravitatsioonivälja tugevust konstantseteks väärtusteks ja - parameetriks. Võtame suvalise kujuga keha, mille ruumala on nullist erinev. Tutvustame parempoolset ortonormaalset koordinaatide süsteemi ja valime z-telje suuna, mis langeb kokku vektori suunaga. Seadsime vedeliku pinnal piki z-telge nulli. Valime keha pinnalt elementaarse ala. Sellele avaldab mõju kehasse suunatud vedeliku survejõud. Kehale mõjuva jõu saamiseks võtke integraal üle pinna:

Pindintegraalilt ruumintegraalile liikudes kasutame üldistatud Ostrogradski-Gaussi teoreemi.

Leiame, et Archimedese jõu moodul on võrdne ja see on suunatud gravitatsiooniväljatugevuse vektori suunale vastupidises suunas.

Ujuvkehade seisund

Vedelikus või gaasis paikneva keha käitumine sõltub gravitatsioonimoodulite ja sellele kehale mõjuva Archimedese jõu vahelisest suhtest. Võimalikud on kolm järgmist juhtumit:

Teine koostis (kus on keha tihedus, on selle keskkonna tihedus, millesse see on sukeldatud):

Vaata ka

Märkmed

Lingid

  • // Brockhausi ja Efroni entsüklopeediline sõnaraamat: 86 köites (82 köidet ja 4 lisaköidet). - Peterburi. , 1890-1907.

Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.

Vaadake, mis on "Archimedese seadus" teistes sõnaraamatutes:

    ARCHIMEDESE SEADUS, ARCHIMEDES jõudis järeldusele, et vedelikku sukeldatud keha surutakse välja jõuga, mis on võrdne väljatõrjutud vedeliku kaaluga. Väidetavalt sõnastas ta selle seaduse vanni kastes ja jälgides, kuidas vesi välja voolab. Vastavalt… … Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnastik

    ARCHIMEDESE SEADUS- hüdro- ja aerostaatika seadus, mille kohaselt igale vedelikku või gaasi sukeldatud kehale mõjub üleslükkejõud (Archimedese jõud), mis on võrdne keha poolt väljatõrjutud vedeliku (gaasi) massiga, mis on suunatud vertikaalselt ülespoole ja rakendati keskusesse ... ... Suur polütehniline entsüklopeedia

    Archimedese seadus- Archimedo dėsnis statusas T valdkond Standartiseerimise ja metroloogia definitsioonid Skysčių ir dujų statikos dėsnis: skystis, panardintą į ar dujas, veikia išstumiamoji jėga F, lygia kūno išstumto skysčio ar dujų sunkiui; jos veikimo taškas –… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

    Archimedese seadus- Archimedo dėsnis statusas T ala fizika vastavusmenys: engl. Archimedese seadus; Archimedese põhimõte vok. Archimedisches Gesetz, n; Archimedisches Prinzip, n rus. Archimedese printsiip, m; Archimedese seadus, m pranc. printsiip d'Archimède, m; théorème… … Fizikos terminų žodynas

    ARCHIMEDESE SEADUS: igale vedelikku sukeldatud kehale mõjub ülespoole suunatud üleslükkejõud, mis on võrdne tema poolt väljatõrjutud vedeliku massiga. Archimedese seadus kehtib ka gaaside kohta... entsüklopeediline sõnaraamat

    Archimedese seadus- Archimedese seadus Archimeedi seadus *Archimedisches Prinzip – keskelt takerdunud kehale on vertikaalselt ülespoole suunatud jõud, mis võrdub keha raskusjõuga, mis on võrdne koormatud keha ruumalaga. . Kui keha G gravitatsioonijõud on suurem...... Girnichy entsüklopeediline sõnastik

    Sellel terminil on ka teisi tähendusi, vt Seadus (tähendused). Füüsikaline seadus on empiiriliselt kindlaks määratud ja väljendatud ranges verbaalses ja/või matemaatilises sõnastuses, stabiilne seos korduvate nähtuste, protsesside ja... ... Wikipedia

    Archimedese seadus- Archimedese seadus: F üleslükkejõud; P on kehale mõjuv gravitatsioonijõud. ARCHIMEDESE SEADUS: igale vedelikku sukeldatud kehale mõjub ülespoole suunatud üleslükkejõud, mis on võrdne tema poolt välja tõrjutud ja keskele rakendatud vedeliku massiga... ... Illustreeritud entsüklopeediline sõnaraamat

Kuumaõhupallide lendu ja laevade liikumist merepinnal jälgides tekib paljudel küsimus: mis paneb need sõidukid taevasse tõusma või hoiab neid veepinnal? Vastus sellele küsimusele on ülestõusmisjõud. Vaatame seda artiklis üksikasjalikumalt.

Vedelikud ja staatiline rõhk neis

Aine kahte agregeeritud olekut nimetatakse vedelaks: gaas ja vedelik. Igasuguse tangentsiaalse jõu mõju neile põhjustab mõne ainekihi nihkumise teiste suhtes, st aine hakkab voolama.

Vedelikud ja gaasid koosnevad elementaarosakesed(molekulid, aatomid), millel ei ole ruumis kindlat asendit, näiteks tahked ained. Nad liiguvad pidevalt erinevates suundades. Gaasides on see kaootiline liikumine intensiivsem kui vedelikes. Tänu sellele võivad vedelad ained neile avaldatavat survet kõikides suundades võrdselt edasi kanda

Kuna ruumis on kõik liikumissuunad võrdsed, on kogurõhk vedela aine mis tahes elementaarmahule null.

Olukord muutub radikaalselt, kui kõnealune aine asetatakse gravitatsioonivälja, näiteks Maa gravitatsioonivälja. Sellisel juhul on igal vedeliku- või gaasikihil teatud kaal, millega see surub all olevatele kihtidele. Seda rõhku nimetatakse staatiliseks rõhuks. See suureneb otseselt proportsionaalselt sügavusega h. Seega määratakse vedeliku tihedusega ρ l hüdrostaatiline rõhk P valemiga:

Siin on g = 9,81 m/s 2 vabalangemise kiirendus meie planeedi pinna lähedal.

Hüdrostaatilist survet tundis iga inimene, kes sukeldus vähemalt korra mitu meetrit vee alla.

Hüdrostaatiline rõhk ja Archimedese seadus

Teeme järgmise lihtsa katse. Võtame korrapärase geomeetrilise kujuga keha, näiteks kuubiku. Olgu kuubi külje pikkus a. Kastame selle kuubiku vette nii, et selle pealispind oleks sügavusel h. Millise surve avaldab vesi kuubile?

Eespool esitatud küsimusele vastamiseks on vaja arvestada hüdrostaatilise rõhu suurust, mis toimib joonise igal küljel. Ilmselgelt on kõikidele külgpindadele mõjuv kogurõhk võrdne nulliga (vasakpoolset survet kompenseerib parempoolne rõhk). Hüdrostaatiline rõhk ülaosas on võrdne:

See rõhk on suunatud allapoole. Vastav jõud on võrdne:

F 1 = P 1 *S = ρ l *g*h*S.

Kus S on ruudukujulise näo pindala.

Kuubi alumisele pinnale mõjuv hüdrostaatilise rõhuga seotud jõud on võrdne:

F 2 = ρ l *g*(h+a)*S.

Jõud F 2 on suunatud ülespoole. Siis suunatakse ka tekkiv jõud ülespoole. Selle väärtus on:

F = F 2 - F 1 = ρ l *g*(h+a)*S - ρ l *g*h*S = ρ l *g*a*S.

Pange tähele, et kuubi serva pikkuse ja tahu S pindala korrutis on selle maht V. See asjaolu võimaldab meil valemi järgmiselt ümber kirjutada:

See üleslükkejõu valem viitab sellele, et F väärtus ei sõltu keha sukeldumise sügavusest. Kuna keha V ruumala langeb kokku selle tõrjutud vedeliku mahuga V l, võime kirjutada:

Ujuvusjõu F A valemit nimetatakse tavaliselt Archimedese seaduse matemaatiliseks väljenduseks. Selle asutas esmakordselt Vana-Kreeka filosoof 3. sajandil eKr. Archimedese seadus on tavaliselt sõnastatud järgmiselt: kui keha on sukeldatud vedelasse ainesse, siis mõjub sellele vertikaalselt ülespoole suunatud jõud, mis on võrdne keha poolt nihkunud kõnealuse aine massiga. Ujuvat jõudu nimetatakse ka Archimedese jõuks või tõstejõuks.

Vedelasse ainesse sukeldatud tahkele kehale mõjuvad jõud

Neid jõude on oluline teada, et vastata küsimusele, kas keha hõljub või upub. Üldiselt on neid ainult kaks:

  • gravitatsioon või kehakaal F g ;
  • üleslükkejõud F A .

Kui F g >F A , siis võime kindlalt väita, et keha upub. Ja vastupidi, kui F g

Asendades nimetatud jõudude valemid näidatud võrratustega, võib saada kehade hõljumise matemaatilise tingimuse. See näeb välja selline:

Siin on ρ s keha keskmine tihedus.

Ülaltoodud tingimuse mõju praktikas ei ole raske demonstreerida. Piisab võtta kaks metallkuubikut, millest üks on tahke ja teine ​​õõnes. Kui viskate need vette, siis esimene upub ja teine ​​hõljub veepinnal.

Üleslükkejõu rakendamine praktikas

Kõik veepinnal või vee all liikuvad sõidukid kasutavad Archimedese põhimõtet. Seega arvutatakse laevade veeväljasurve maksimaalse üleslükkejõu teadmise põhjal. Allveelaevad, muutes oma keskmist tihedust spetsiaalsete ballastikambrite abil, võivad ujuda või uppuda.

Ilmekas näide keskmise kehatiheduse muutumisest on päästevestide kasutamine inimeste poolt. Need suurendavad oluliselt kogumahtu ja samal ajal praktiliselt ei muuda inimese kaalu.

Heeliumiga täispuhutud õhupalli või laste õhupallide tõus taevas on selge näide Archimedese üleslükkejõu toimest. Selle välimus on seotud kuuma õhu või gaasi ja külma õhu tiheduse erinevusega.

Arhimedese jõu arvutamise probleem vees

Õõnes pall on täielikult vette kastetud. Palli raadius on 10 cm Vaja on arvutada vee üleslükkejõud.

Selle probleemi lahendamiseks ei pea te teadma, mis materjalist pall on valmistatud. Peate lihtsalt leidma selle helitugevuse. Viimane arvutatakse järgmise valemiga:

Seejärel kirjutatakse vee Archimedese jõu määramise avaldis järgmiselt:

F A = ​​4/3*pi*r 3 *ρ l *g .

Asendades kuuli raadiuse ja vee tiheduse (1000 kg/m3), leiame, et üleslükkejõud on 41,1 N.

Archimedese jõudude võrdlusprobleem

Seal on kaks keha. Esimese maht on 200 cm 3 ja teise 170 cm 3. Esimene keha kasteti puhtasse etüülalkoholi ja teine ​​vette. Tuleb kindlaks teha, kas nendele kehadele mõjuvad ujuvusjõud on samad.

Vastavad Archimedese jõud sõltuvad keha mahust ja vedeliku tihedusest. Vee puhul on tihedus 1000 kg/m3, etüülalkoholi puhul - 789 kg/m3. Arvutame nende andmete abil iga vedeliku üleslükkejõu:

vee jaoks: F A = ​​1000 * 170 * 10 -6 * 9,81 ≈ 1,67 N;

alkoholi puhul: F A = ​​789 * 200 * 10 -6 * 9,81 ≈ 1,55 N.

Seega on Archimedese jõud vees 0,12 N suurem kui alkoholis.

Archimedese jõu tekkimise põhjuseks on keskkonna rõhu erinevus erinevatel sügavustel. Seetõttu ilmneb Archimedese jõud ainult gravitatsiooni olemasolul. Kuul on see kuus korda ja Marsil 2,5 korda väiksem kui Maal.

Kaaluta olekus Archimedese jõud puudub. Kui kujutame ette, et gravitatsioonijõud Maal järsku kadus, siis kõik laevad meredes, ookeanides ja jõgedes lähevad vähimagi tõuke korral igale sügavusele. Kuid vee gravitatsioonist sõltumatu pindpinevus ei lase neil ülespoole tõusta, nii et nad ei saa õhku tõusta, nad kõik upuvad.

Kuidas Archimedese jõud avaldub?

Archimedese jõu suurus sõltub sukeldatud keha mahust ja keskkonna tihedusest, milles see asub. Selle täpne määratlus tänapäeva mõistes: gravitatsiooniväljas vedelasse või gaasilisse keskkonda sukeldatud kehale mõjub üleslükkejõud, mis on täpselt võrdne keha poolt väljatõrjutud keskkonna massiga, st F = ρgV, kus F on Archimedese jõud; ρ – keskkonna tihedus; g – vabalangemise kiirendus; V on keha või selle sukeldatud osa poolt väljatõrjutud vedeliku (gaasi) maht.

Kui magevees on ujuvusjõud 1 kg (9,81 N) iga veealuse keha ruumala liitri kohta, siis merevees, mille tihedus on 1,025 kg*kuup. dm, Archimedese jõud 1 kg 25 g mõjub samale mahuliitrile Keskmise kehaehitusega inimese jaoks on mere ja magevee toetusjõu erinevus peaaegu 1,9 kg. Seetõttu on meres ujumine lihtsam: kujutage ette, et peate vööl kahekilose hantliga ujuma vähemalt üle tiigi ilma vooluta.

Archimedese jõud ei sõltu sukeldatud keha kujust. Võtke raudsilinder ja mõõtke selle jõudu veest. Seejärel rulli see silinder leheks, kastke see tasaseks ja servapidi vette. Kõigil kolmel juhul on Archimedese jõud sama.

See võib esmapilgul tunduda veider, kuid kui leht on tasapinnaline, kompenseeritakse õhukese lehe rõhuerinevuse vähenemine selle pindala suurenemisega risti veepinnaga. Ja servaga sukeldamisel kompenseerib serva väikese ala vastupidi lehe suurem kõrgus.

Kui vesi on sooladega väga küllastunud, mistõttu selle tihedus muutub inimkeha tihedusest suuremaks, siis isegi ujuda ei oska inimene sellesse uppuda. Näiteks Iisraeli Surnumere ääres võivad turistid tunde liikumatult vee peal lebada. Tõsi, sellel kõndida on siiski võimatu - tugipind on väike, inimene kukub kaelani vette, kuni sukeldatud kehaosa kaal võrdub tema poolt väljatõrjutud vee raskusega. Kui teil on aga teatud fantaasia, saate luua legendi vee peal kõndimisest. Aga petrooleumis, mille tihedus on vaid 0,815 kg*kuup. dm, isegi väga kogenud ujuja ei suuda pinnal püsida.

Archimedese jõud dünaamikas

Kõik teavad, et laevad ujuvad tänu Archimedese jõule. Kuid kalurid teavad, et Archimedese jõudu saab kasutada ka dünaamikas. Kui satute suure ja tugeva kalaga (näiteks taimen), siis pole mõtet teda aeglaselt võrgu äärde tõmmata (selle eest püüda): see lõhub õngenööri ja lahkub. Kui see kaob, peate esmalt kergelt tõmbama. Konksu katsudes tormab kala sellest vabaneda püüdes kaluri poole. Siis peate tõmbama väga kõvasti ja järsult, nii et õngenööril pole aega puruneda.

Vees ei kaalu kala keha peaaegu midagi, kuid tema mass ja inerts säilivad. Selle püügimeetodi korral lööb Archimedese jõud kalale jalaga saba ja saak ise kukub õngitseja jalge ette või paati.

Archimedese jõud õhus

Archimedese jõud ei toimi mitte ainult vedelikes, vaid ka gaasides. Tänu sellele lendavad kuumaõhupallid ja õhulaevad (tsepeliinid). 1 cu. m õhku normaaltingimustes (merepinnal 20 kraadi Celsiuse järgi) kaalub 1,29 kg ja 1 kg heeliumi 0,21 kg. See tähendab, et 1 kuupmeeter täidetud kesta on võimeline tõstma 1,08 kg koormat. Kui kesta läbimõõt on 10 m, on selle maht 523 kuupmeetrit. m Olles valmistanud selle kergest sünteetilisest materjalist, saame umbes poole tonnise tõstejõu. Aeronautid nimetavad Archimedese jõudu õhusünteesi jõuks.

Kui pumbata õhupallist õhku välja, laskmata sellel kokku tõmmata, tõmbab selle iga kuupmeeter kogu 1,29 kg üles. Üle 20% tõstmine on tehniliselt väga ahvatlev, kuid heelium on kallis ja vesinik on plahvatusohtlik. Seetõttu ilmuvad aeg-ajalt vaakumõhulaevade projektid. Kuid kaasaegne tehnoloogia ei suuda veel luua materjale, mis taluksid kõrget (umbes 1 kg ruutmeetri kohta) välist õhurõhku kestale.

Vedeliku või gaasi rõhu sõltuvus keha sukeldumissügavusest põhjustab üleslükkejõu (või muul viisil Archimedese jõu) ilmnemise, mis mõjutab mis tahes vedelikku või gaasi sukeldatud keha.

Archimedese jõud on alati suunatud gravitatsioonijõule vastupidiselt, seetõttu on keha kaal vedelikus või gaasis alati väiksem kui selle keha kaal vaakumis.

Archimedese jõu suuruse määrab Archimedese seadus.

Seadus on oma nime saanud Vana-Kreeka järgi teadlane Archimedes, kes elas 3. sajandil eKr.

Hüdrostaatika põhiseaduse avastamine on iidse teaduse suurim saavutus. Tõenäoliselt teate juba legendi selle kohta, kuidas Archimedes oma seaduse avastas: "Ühel päeval helistas Syracusa kuningas Hiero ja ütles .... Ja mis juhtus edasi ...

Archimedese seadust mainis ta esmakordselt oma traktaadis "Ujuvatest kehadest". Archimedes kirjutas: „Sellesse vedelikku sukeldatud vedelikust raskemad kehad vajuvad, kuni jõuavad päris põhja, ja vedelikus muutuvad nad vedeliku massi võrra kergemaks mahus, mis on võrdne sukeldatud keha mahuga. ”

Teine valem Archimedese jõu määramiseks:

Huvitav on see, et Archimedese jõud on null, kui vedelikku sukeldatud keha surutakse kogu oma põhjaga tihedalt põhja.

VEDELUSES (VÕI GAASIS) VAHETATUD KEHA KAAL

Kehakaal vaakumis Po=mg.
Kui keha on sukeldatud vedelikku või gaasi,
See P = Po - Fa = Po - Pzh

Vedelikku või gaasi sukeldatud keha kaalu vähendab kehale mõjuv üleslükkejõud.

Või muidu:

Vedelikku või gaasi sukeldatud keha kaotab sama palju kaalu, kui kaalub väljatõrjutud vedelik.

RAAMATURIIUL

TULEB VÄLJA

Vees elavate organismide tihedus ei erine peaaegu vee tihedusest, nii et nad ei vaja tugevat luustikku!

Kalad reguleerivad oma sukeldumissügavust, muutes oma keha keskmist tihedust. Selleks peavad nad muutma ainult ujumispõie mahtu lihaseid kokku tõmmates või lõdvestades.

Egiptuse rannikul on hämmastav fagak-kala. Ohu lähenemine sunnib fagaki kiiresti vett alla neelama. Samal ajal toimub kalade söögitorus toiduainete kiire lagunemine koos märkimisväärse koguse gaaside vabanemisega. Gaasid ei täida mitte ainult söögitoru aktiivset õõnsust, vaid ka selle külge kinnitatud pimedat väljakasvu. Selle tulemusena paisub fagaki keha tugevalt ja vastavalt Archimedese seadusele ujub see kiiresti veehoidla pinnale. Siin ta ujub tagurpidi rippudes, kuni kehas eraldunud gaasid kaovad. Pärast seda langetab gravitatsioon selle reservuaari põhja, kus see leiab varju põhjavetikate vahel.

Chilim (vesikastan) annab pärast õitsemist vee all raskeid vilju. Need viljad on nii rasked, et võivad kogu taime kergesti põhja tirida. Kuid sel ajal tekivad sügavas vees kasvaval tšillil lehtede varrele tursed, mis annavad vajaliku tõstejõu ja see ei vaju ära.

Survejõud mõjuvad vedelikus või gaasis oleva keha pinnale. On teada, et rõhk suureneb sukeldumissügavuse suurenedes. See tähendab, et survejõud, mis mõjuvad keha alumisele osale ja on suunatud ülespoole, on suurema ulatusega kui jõud, mis mõjuvad keha ülaosale ja on suunatud allapoole.

Ujuvusjõu määratlus ja valem

Definitsioon

Vedelikku või gaasi sukeldatud kehale avalduvat survejõudu nimetatakse ujuv jõud. Üleslükkejõud võib olla suurem kui kehale mõjuv gravitatsioonijõud. Ujuvusjõud ilmnevad ka siis, kui keha on osaliselt vedelikus või gaasis.

Kui vedelikus olev keha jäetakse üksi, siis see vajub, on tasakaalus või hõljub pinnale. See sõltub kehale mõjuva gravitatsiooni ja üleslükkejõu (FA) suhtest. Esimesel juhul (keha vajub) mg>F A . Kui mg=F A, siis on keha tasakaalus. mg juures

Archimedese seadus

Vedelikku või gaasi sukeldatud kehale mõjub üleslükkejõud (Archimedese jõud F A), mis on võrdne tema poolt väljatõrjutud vedeliku või gaasi massiga. Matemaatilisel kujul näeb see seadus välja järgmine:

kus on vedeliku (gaasi) tihedus, millesse keha on sukeldatud, g=9,8 m/s 2 on raskuskiirendus, V on keha (selle osa) maht, mis on vedelikus (gaasis) . Archimedese jõudu rakendatakse vedelikus (gaasis) oleva kehaosa ruumala raskuskeskmele.

Archimedese seadust saab kasutada ebakorrapärase kujuga homogeense keha tiheduse arvutamiseks. Sel juhul kaalutakse keha kaks korda: üks kord õhus ja teine ​​kord kastes keha vedelikku, mille tihedus on teada.

Ujumisjõu ühikud

Archimedese jõu põhimõõtühik, nagu iga jõud SI-süsteemis, on: =N

GHS-is: F A ]=din

1Н= (kg m)/s 2

Näited probleemide lahendamisest

Näide

Harjutus. Mis on ujuvusjõud, mis mõjub vedelike süsteemi sukeldatud kuubile. Anum täidetakse veega, vee peale valatakse petrooleum. Vedelike vaheline liides jookseb läbi kuubi esikülje keskosa. Vaatleme vee tihedust 1 = 10 3 kg/m 3, petrooleumi tihedust 2 = 0,81 10 3 kg/m 3. Kuubi külg on a=0,1 m.

Lahendus. Teeme joonise.

Pooliku kuubi kohta vee küljel mõjuv ujuvusjõud on võrdne:

Pooliku kuubi kohta petrooleumi küljele mõjuv ujuvusjõud on võrdne:

Mõlemad jõud on suunatud ülespoole. Neid rakendatakse erinevatesse punktidesse (vastavatesse vedelikesse sukeldatud kehade ruumalade massikeskmed summeerimisel saab vektoreid üle kanda endaga paralleelsesse punkti). Saame, et saadud ujuvusjõud on võrdne:

Asendame jõukomponendid (1.2), (1.3) avaldisega (1.1), saame:

Teeme arvutused:

Vastus. Vastus: F A =8,8 N

Näide

Harjutus. Kui suur on kivi tihedus, kui selle kaal õhus on 3,2 N ja kaal vees on 1,8 N.

Lahendus. Kivi kaal õhus:

kus on kivi tihedus, V on kivi maht. Kaaludes kivi vees, saame kivi massi vedelikus, mis on võrdne:

kus F A on ujuvusjõud (Archimedese jõud). Kooskõlas Archimedese seadusega.

Seotud väljaanded