1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Закон Архімеда

Закон Архімеда

Як обчислити силу Архімеда для плаваючого тіла? Якщо плаваюче тіло має просту форму, то легко вирахувати, чому дорівнює сила Архімеда.

вирішимо завдання

Знайдемо силу Архімеда, що діє на плаваючий брусок. Щільність рідини рж, площа підстави бруска S, нижнє підставу бруска знаходиться на глибині h (рис. 22.3).

Рішення. На глибині h тиск рідини р = ?жgh, тому рідина тисне на нижню підставу бруска вгору з силою FA = ?жghS. Це і є сила Архімеда (сили тиску рідини на бічні грані бруска взаємно врівноважуються).

Придивімося тепер до отриманого відповіді.

Твір hS дорівнює обсягу бруска (на рис. 22.3 ця частина показана більш темним кольором). Якщо помножити цей обсяг на щільність рідини ?ж, вийде маса рідини в цьому обсязі. А помноживши цю масу на g, одержимо вагу рідини в обсязі зануреної частини бруска.

Отже, ми отримали, що сила Архімеда дорівнює по модулю вазі рідини, обсяг якої дорівнює обсягу зануреної частини бруска. Поки ми довели це для тіла, частково зануреного в рідину. Розглянемо тепер тіло, повністю занурене в рідину.

вирішимо завдання

Знайдемо силу Архімеда (рівнодіюча сил тиску рідини), що діє на повністю занурений в рідину брусок. Щільність рідини ?ж, площа підстави бруска S, висота бруска d.

Рішення. Нехай глибина, на якій знаходиться верхнє підставу бруска, дорівнює а (рис. 22.4). Сили тиску рідини, що діють на бічні грані бруска, взаємно врівноважуються. На верхнє підставу бруска діє сила тиску F ? = ?жgaS, спрямована вниз, а на нижнє підставу – сила тиску F ? – ?жg (а + d) S, спрямована вгору. Рівнодіюча цих сил і є сила Архімеда FA = F ? – F ? = ?жgdS.

Придивімося знову до отриманого відповіді. Ми побачимо, що на цей раз сила Архімеда дорівнює по модулю вазі рідини в об’ємі всього бруска.

Дійсно, твір dS дорівнює обсягу бруска, ?жdS одно масі рідини в обсязі бруска і, нарешті, ?жgdS дорівнює вазі рідини в об’ємі бруска.

Згадаймо тепер, що, коли брусок був занурений у воду частково, сила Архімеда дорівнювала вазі рідини в об’ємі зануреної частини бруска. Тепер ми можемо узагальнити цей висновок і на той випадок, коли зануреною частиною є весь брусок.

Можна довести, що отриманий висновок справедливий для тіла будь-якої форми. Це доказ, що не вимагає обчислень, наведено в розділі «Доказ закону Архімеда для тіла довільної форми».

Таким чином, на тіло, повністю або частково занурене в рідину, діє виштовхуюча сила, рівна по модулю вазі рідини в об’ємі зануреної частини тіла.

Вперше це встановив на досвіді Архімед, тому це твердження називають законом Архімеда.

Нагадаємо, що для повністю зануреного тіла «зануреної частиною тіла» слід вважати все тіло.

Про гарний досвіді, що підтверджує закон Архімеда, розказано в розділі «Відерце Архімеда».

Чому дорівнює сила Архімеда, що діє на повністю занурений у воду куб з довжиною ребра 10 см? Чому буде дорівнювати ця сила, якщо куб занурений наполовину?

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Власні шуми резистора