forza di galleggiamento

Facciamo un semplice esperimento: prendere un po 'palla di gomma gonfiato e "radicato" in acqua. Se la profondità di immersione è anche 1-2 metri, è facile vedere che il suo volume si riduce, cioè, su tutti i lati della palla crimpatura certa forza. Si è soliti dire che esistono pressione idrostatica "colpevole" – A forze fisiche che agiscono per fluidi stazionari corpo immerso. forze idrostatiche che agiscono sul corpo da tutti i lati, e la loro conseguente, conosciuta come la forza di Archimede, ancora chiamati l'espulsione, che corrisponde alla direzione del suo effetto sul corpo immerso in un fluido.

Archimedes scoperto sua legge puramente sperimentale, e la sua giustificazione teorica aspettato per quasi 2000 anni prima Pascal scoperto la legge di idrostatica per liquidi stazionario. Secondo questa legge, la pressione trasmessa attraverso il fluido in tutte le direzioni indipendentemente dalla zona in cui agisce su tutti i piani che delimitano il liquido, e il suo valore è proporzionale alla superficie P e S lungo la normale ad esso. Pascal aperto e controllato legge sull'esperienza nel 1653. Secondo lui, sulla superficie di un corpo immerso nel liquido da tutti i lati dalla pressione idrostatica.

Si supponga che vaso con acqua sotto forma di un corpo immerso cubo profondità H a L – distanza dalla superficie dell'acqua e la faccia superiore. Quando questo limite inferiore è per una profondità H + L. F1 vettore forza, che agisce sulla faccia superiore è diretto verso il basso e F1 = r * g * H * S, dove r – densità del liquido, g – accelerazione di gravità.

Il vettore forza F2, esercitata sul piano inferiore verso l'alto, e il suo valore è dato da F2 = r * g * (H + L) * S.

I vettori di forze che agiscono sulle superfici laterali reciprocamente bilanciati, quindi successivamente esclusi dalla considerazione. Galleggiabilità forza F2> F1 e diretto dal basso verso l'alto, e fissati alla faccia inferiore del cubo. Definire il valore F:

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

Si noti che L * S – .. è il volume di un cubo V, e m a r * g = p rappresenta l'unità di peso del fluido, quindi il peso formula della forza di Archimede determina il volume di liquido pari al volume del cubo, cioè Questo è esattamente il peso del liquido spostato dal corpo. E 'interessante parlare di principio di Archimede è possibile solo per l'ambiente, dove si trova la forza di gravità – in condizioni di assenza di peso, la legge non funziona. Infine, la formula della legge di Archimede è la seguente:

F = p * V, dove p – peso specifico liquido.

forza di Archimede può servire come base per l'analisi dei corpi di galleggiabilità. La condizione per l'analisi è il rapporto tra il peso corporeo caricato Pm e Pf liquido peso con un volume pari al volume della immersa nel corpo liquido. Se Pm = Px, il corpo galleggiante nel liquido, e se il Pr> Pf, il corpo lavelli. Altrimenti, il corpo emerge come la forza di galleggiamento è uguale al peso della porzione incassata espulso del corpo idrico.

principio di Archimede e il suo uso ha una lunga storia nella tecnologia, a cominciare con il classico esempio di utilizzo di tutti noti e strutture per palloni e dirigibili galleggianti. Qui ha svolto un ruolo che il gas si riferisce ad uno stato della materia che è simula abbastanza fluido. Così, in ambiente di aria a qualsiasi forza di galleggiamento oggetto agisce simile stessi nel liquido. I primi tentativi di effettuare volo in mongolfiera ha preso fratelli Montgolfier – hanno riempito un pallone con il fumo caldo, in modo che il peso di un prigioniero in una mongolfiera era inferiore al peso dello stesso volume di aria fredda. Questa fu la causa del sollevamento, e il suo valore è stato definito come la differenza di peso dei due volumi. Un ulteriore miglioramento è stato palloncini bruciatore, che riscalda continuamente l'aria all'interno del pallone. È chiaro che la gamma dipende dalla lunghezza del bruciatore. Successivamente dirigibili utilizzati per il riempimento di un gas con un peso specifico inferiore a quella dell'aria.