Opdrift kraft

Lad os lave et simpelt eksperiment: tage lidt oppustet gummibold og "indlejret" i vand. Hvis nedsænkning dybde er endda 1-2 meter, er det let at se, at dens volumen er reduceret, dvs. på alle sider bolden vil krympe nogle kraft. Det er normalt siges, at der er "skyldige" hydrostatisk tryk - A fysiske kræfter, der virker på stationære fluider nedsænket legeme. Hydrostatiske kræfter, der virker på kroppen fra alle sider, og deres resulterende, kendt som Archimedes kraft, stadig kaldes udslyngning, hvilket svarer til retningen for dens virkning på kroppen nedsænket i en væske.

Archimedes opdagede hans ret rent eksperimentelt, og dens teoretiske berettigelse ventede næsten 2.000 år før Pascal opdagede loven af hydrostatics for stationær væske. Ifølge denne lov, trykket overføres gennem væsken i alle retninger uanset det areal, hvor det virker på alle planer afgrænser væsken, og dens værdi er proportional med overfladen P og S langs normalen dertil. Pascal åbnes og kontrolleres loven om erfaring i 1653. Ifølge ham, på overfladen af et legeme nedsænkes i væsken på alle sider af det hydrostatiske tryk.

Antag, at beholderen med vand i form af et legeme nedsænkes terning dybde H til L - afstand fra vandoverfladen til oversiden. Når denne nedre grænse er for en dybde H + V. Kraftvektoren F1, der virker på den øvre flade er rettet nedad og F1 = r * g * H * S, hvor r - væskedensitet, g - acceleration af tyngdekraften.

Vektorkraftfeltet F2, der udøves på det nedre plan opad, og dens værdi er givet ved F2 = r * g * (H + L) * S.

Vektorerne ifølge kræfter, der virker på sidefladerne gensidigt afbalancerede, så efterfølgende ude af betragtning. Opdriftskraft F2> F1 og rettet fra bund til top, og fastgjort til bundfladen af terningen. Definer sin værdi F:

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

Bemærk, at L * S - .. Er lydstyrken af en terning V, og m til r * g = p betegner fluidet vægtenhed, derefter formlen vægten af Arkimedes kraft bestemmer væskevolumen lig med volumenet af terningen, dvs. Det er netop vægten af væsken fortrænges af kroppen. Det er interessant at tale om Archimedes' princip er kun mulig for miljøet, hvor der er tyngdekraften - under forhold med vægtløshed, er loven ikke. Endelig formlen af loven om Arkimedes er som følger:

F = p * V, hvor p - flydende massefylde.

Arkimedisk kraft kan tjene som grundlag for analysen af opdrift organer. Betingelsen for analyse er forholdet mellem vægten legeme indlæst Pm og Pf vægt væske med en mængde svarende til volumenet af den nedsænkes i væskelegemet. Hvis Pm = Px, kroppen flyder i væsken, og hvis Pr> Pf, kroppen dræn. Ellers kroppen fremstår som opdriften er lig vægten af den udstødte forsænkede del af vandmassen.

Archimedes' princip og dets anvendelse har en lang historie i teknologi, der starter med det klassiske eksempel på brugen af alle kendte og flydende anlæg til balloner og luftskibe. Her spillet en rolle, at gassen refererer til en tilstand af stof, der er ganske flydende simulerer. Således i luften miljø til ethvert objekt opdrift, der virker beslægtet samme som i væsken. De første forsøg på at udføre luft ballon flyvning tog Brødrene Montgolfier - de fyldt en ballon med varm røg, således at vægten af en fange i en luftballon var mindre end vægten af det samme volumen af kold luft. Dette var årsagen til elevatoren, og dens værdi blev defineret som forskellen i vægten af de to volumener. En yderligere forbedring var balloner brænder, som kontinuerligt opvarmer luften inde i ballonen. Det er klart, at området afhængig af længden af brænderen. Senere luftskibe, der anvendes til fyldning af en gas med en massefylde mindre end den for luft.