Peldspēja spēks

Darīsim vienkāršu eksperimentu: aizņemt nedaudz palielinātas gumijas bumbu un "mājo" ūdenī. Ja iegremdēšana dziļums ir pat 1-2 metri, tas ir viegli redzēt, ka tās apjoms ir samazināts, ti, uz visām pusēm bumba gofrētām zināmu spēku. Tas parasti ir teikts, ka ir "vainīgs" hidrostatiskais spiediens - A fizisko spēku, kas darbojas uz stacionāro šķidruma iegremdē ķermeni. Hidrostatiskā spēki, kas iedarbojas uz ķermeni no visām pusēm, un to iegūtajām, kas pazīstams kā Arhimēda spēku, joprojām sauc par izmešanu, kas atbilst virzienā uz tās ietekmi uz ķermeni iegremdēta šķidrumā.

Arhimēds atklāja viņa tiesību tīri eksperimentāls, un tās teorētiskais pamatojums gaidīja gandrīz 2000 gadus pirms Pascal atklāja likumu hidrostatika par stacionāro šķidrums. Saskaņā ar šo likumu, spiediens nosūtīta caur šķidrumu visos virzienos, neatkarīgi no teritorijas, kurā tas darbojas uz visām lidmašīnām, kas norobežo šķidrumu, un tā vērtība ir proporcionāla virsmas P un S gar normālu tā piederumu. Pascal atvērt un pārbaudīt likumu par pieredzi 1653. Pēc viņa teiktā, uz virsmas ķermeņa iegremdēts šķidrumā uz visām pusēm ar hidrostatisko spiedienu.

Pieņemt, ka kuģis ar ūdeni formā ķermeņa iegremdēts cube dziļums H līdz L - attālums no ūdens virsmas uz augšējā virsmā. Kad šis zemākā robeža ir dziļuma H + L. Spēks vektors F1, kas iedarbojas uz augšējās virsmas ir vērsts uz leju un F1 = r * g * H * S, kur r - šķidruma blīvums, g - paātrinājums smaguma.

Vektors spēks F2, kas iedarbojas uz zemāko plakni uz augšu, un tā vērtība ir dota ar F2 = r * g * (H + L) * S.

Par spēku, kas iedarbojas uz sānu virsmām savstarpēji līdzsvarotiem vektori, lai pēc tam izslēgti no vērā. Peldspēja spēks F2> F1 un vērsta no apakšas uz augšu, un pievienots pie apakšējā sejas kuba. Definēt savu vērtību F:

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

Jāņem vērā, ka L * S - .. ir tilpums kuba V, un m r * g = p ir šķidruma svara vienību, tad formula svars Archimedean spēks nosaka tilpumu šķidruma vienāds ar tilpumu no kuba, t.i. Tas ir tieši no šķidruma, ko pārvieto ķermeņa svara. Tas ir interesanti runāt par Arhimēda spēks ir iespējama tikai uz vidi, kur ir gravitācijas spēks - apstākļos bezsvara likums nedarbojas. Visbeidzot, formula likuma Arhimēda ir šāds:

F = p * V, kur p - šķidruma īpatnējā svara.

Archimedean spēks var kalpot par pamatu analīzei peldspējas iestādēm. Analīzes, nosacījums ir attiecība svara ķermeņa ielādēta Pm un PF svara šķidrumu, kura tilpums vienāds ar tilpumu no iegremdē šķidruma organismā. Ja Pm = Px, ķermenis peld šķidrumā, un, ja Pr> Pf, ķermeņa izlietnes. Pretējā gadījumā ķermenis parādās kā Plaukstošā spēks ir vienāds ar no izstumšanas padziļinātajā daļā ūdens ķermeņa svaru.

Arhimēda spēks, un tās izmantošana ir sena vēsture tehnoloģijas, sākot ar klasisko piemēru izmantošanu visu zināmo un peldošās iekārtas ar gaisa balonu un dirižabļu. Šeit spēlēja lomu, ka gāzes attiecas uz valsts matērijas, kas ir diezgan šķidruma simulē. Tādējādi, gaisa vidē jebkuram objekta peldspējas spēku, kas darbojas līdzīgi tāpat kā šķidrumu. Pirmie mēģinājumi veic gaisa balonu lidojumu veica Mongolfjē brāļi - viņi piepilda balonu ar siltu dūmu, tā ka ieslodzītais gaisa balonu masa ir mazāka nekā tā paša apjoma auksta gaisa masas. Tas bija iemesls lifts, un tā vērtība ir definēta kā starpību no diviem apjomiem svara. Vēl uzlabojums bija baloni rakstītājs, kas nepārtraukti silda gaisu iekšpusē balons. Ir skaidrs, ka diapazons atkarīgs no garuma degli. Vēlāk dirižabļu izmanto aizpildīšanas gāzi ar īpatnējo svaru mazāk nekā gaiss.