De kracht van Archimedes

De geniale Archimedes groeide op in een familie van een wiskundige, kreeg een uitstekend onderwijs in Alexandrië en bracht zijn hele leven in het Siciliaanse stad Syracuse. Hij werd de grondlegger van de theoretische mechanica, met succes bezig geweest met de problemen om het oppervlak en het volume van verschillende figuren en lichamen te vinden. Herhaal vaak zijn beroemde zin: "Geef mij een steunpunt, en ik zal de Aarde veranderen!" En de uitroep van "Eureka!" Toen hij de wet ontdekte, later vernoemd naar hem. Daarnaast was hij een uitstekende wetenschapper op het gebied van geometrie en mechanica, en zijn technologische prestaties verwekken zijn verrassingen onder zijn tijdgenoten met de moed van zijn ontwerpen en de grootsheid van de resultaten. Hij bouwde catapulten met hoge gooien, waarbij het systeem van zijn mechanismen voor blokoverheveling het schip over het water kon opheffen, en het blok van de zon die spiegels uitgevonden had, verbrandde de Romeinse vloot bij de belegering van Syracuse.

Onder de andere ontdekkingen die de geschiedenis associeert met de naam van deze briljante wetenschapper, bleef Archimedes's kracht in de natuurkunde voor altijd. Deze ontdekking werd geassocieerd met een praktische behoefte: het was nodig om de eerlijkheid van de juweliers te bepalen die de kroon voor King Hiero II hebben geproduceerd. Wat nu wel de specifieke zwaartekracht genoemd wordt, was al in die tijd al bekend, maar het bepalen van het volume van een dergelijk complex product was onbegrijpelijk. De legende bindt de ontdekking van Archimedes 'wet voortdurend aan de acceptatie van een bad door een wetenschapper. De essentie van de ontdekking is dat Archimedes 'drijfkracht op het lichaam in de vloeistof optreedt, waarvan de definitie bijzondere aandacht wordt besteed aan ontwerpers van zwemapparatuur, apparaten die in vloeistoffen werken, onder water, alsmede voorwerpen van ballonvaart - ballonnen, probes, airships, enz. .

De klassieke formulering van de wet zegt dat de krachten van Archimedes gelijk zijn aan het gewicht van de vloeistof die het lichaam daarin dompelt, is verplaatst. Onder deze definitie wordt de formule heel gemakkelijk beschreven: als we ervan uitgaan dat het volume van het lichaam in de vloeistof gedompeld is 0 en de specifieke zwaartekracht van de vloeistof p is dan is het product de gewenste Archimedes-kracht. De formule voor de berekening ervan is als volgt geschreven:

Φα = ρ * 0

Zeer vaak is er een verleiding om de wet van Archimedes met betrekking tot gassen te controleren - de dichtheid van de vloeistof en het gas is veel te verschillend. Voor sceptici is er een vrij eenvoudig experiment. In de doos met de mogelijkheid om lucht te pompen, zullen we een grote bal, bijvoorbeeld glas, op de schalen plaatsen en het metaalgewicht evenwichten.

Dus in de lucht wordt het gewicht van de bal gebalanceerd door het gewicht van het gewicht en kunnen we de gelijkheid Pm = Pr schrijven die tevreden is, aangezien Objecten zijn evenwichtig. Als we aanvankelijk aannemen dat Archimedes 'wet geldig is, dan werkt de kracht van Archimedes Φι en Φ2 op de bal en het gewicht, en dan kan de evenwichtstoestand op een andere manier worden overgeschreven:

Pm = Pi, - Pi en Pi = Pi, - Pi, waar Pi, en Pi, het gewicht van de bal en het gewicht in de leegte zijn. Dan handelen we zoals we op school werden onderwezen: Pm1 = Pm = Pi1 - P2, waaruit Pm1 = Pi1 - P2 + Pm = Pi + ($ m - F2).

De zaak blijft te klein - het is noodzakelijk om de inhoud van de duwkrachten voor de bol en de halter te openbaren: $ m = p * Ow en $ i = p * Oz.

Wij maken substituties van de waarden van de duwkrachten in de expressie voor Pm.

Pm1 = Pr1 - Φι + ωω = Pr1 + (p * Ow - p * Og) = Pr1 + p * (Oy-O2).

Ten slotte krijgen we de uitdrukking voor het gewicht van de bal in de leegte, die, gezien Gm> Dg, geen twijfel lijkt: het gewicht van de bal in de leegte is groter dan het gewicht van de halter, hoewel in de lucht zij evenwichtig zijn: Pm = Pr2 + p * ).

De reden hiervoor is dat de sterkte van Archimedes afhankelijk is van het specifieke gewicht van de lucht en het volume van de bol. In ons geval is het heel makkelijk om deze conclusie te controleren - u moet de lucht uit de doos evacueren. Als dit gedaan is, dan kan men ervoor zorgen dat de wet een wet is, en het wordt altijd en overal vervuld, zowel in vloeibaar als in gassen. Bevestiging hiervan zal een verlaagd, eerder gebalanceerd gewicht, een bal zijn.

Het apparaat, waarvan het bestaan een voortdurende demonstratie van Archimedes's wet in al zijn manifestaties is, is een duikboot. De regulering van het gewicht van een vaartuig voor het realiseren van alle varianten van beweging met behulp van ballasttanks is een levendig voorbeeld van het praktische gebruik van een zeer oude ontdekking in moderne omstandigheden.