Zapremina istisnute vode jednaka je zapremini tijela. Kako izračunati uzgonu (uzgojnu silu). Gustina medija i Arhimedova sila
Gledajući let balona na vrući zrak i kretanje brodova po površini mora, mnogi se pitaju: šta tjera ova vozila da se dižu u nebo ili ih drži na površini vode? Odgovor na ovo pitanje je sila uzgona. Pogledajmo to detaljnije u članku.
Tečnosti i statički pritisak u njima
Dva agregatna stanja supstance nazivaju se fluidom: gas i tečnost. Utjecaj bilo koje tangencijalne sile na njih uzrokuje pomicanje nekih slojeva materije u odnosu na druge, odnosno materija počinje teći.
Tečnosti i gasovi se sastoje od elementarnih čestica (molekula, atoma) koje nemaju određeni položaj u prostoru, kao na primer u čvrstim materijama. Stalno se kreću u različitim smjerovima. U gasovima je ovo haotično kretanje intenzivnije nego u tečnostima. Zahvaljujući ovoj činjenici, tečne tvari mogu podjednako prenositi pritisak koji se na njih vrši u svim smjerovima
Pošto su svi pravci kretanja u prostoru jednaki, ukupni pritisak na bilo koju elementarnu zapreminu unutar fluidne supstance je nula.
Situacija se radikalno menja ako se dotična supstanca stavi u gravitaciono polje, na primer, u gravitaciono polje Zemlje. U ovom slučaju, svaki sloj tekućine ili plina ima određenu težinu kojom pritiska na donje slojeve. Ovaj pritisak se naziva statički pritisak. Povećava se direktno proporcionalno dubini h. Dakle, u slučaju tečnosti gustine ρ l, hidrostatički pritisak P određuje se formulom:
Ovdje je g = 9,81 m/s 2 ubrzanje slobodnog pada u blizini površine naše planete.
Hidrostatički pritisak osjetila je svaka osoba koja je barem jednom zaronila nekoliko metara ispod vode.
Hidrostatički pritisak i Arhimedov zakon
Hajde da izvedemo sledeći jednostavan eksperiment. Uzmimo tijelo pravilnog geometrijskog oblika, na primjer, kocku. Neka je dužina stranice kocke a. Uronimo ovu kocku u vodu tako da joj gornja strana bude na dubini h. Koliki pritisak vrši voda na kocku?
Da bismo odgovorili na gore postavljeno pitanje, potrebno je uzeti u obzir količinu hidrostatskog pritiska koji djeluje na svako lice figure. Očigledno je da će ukupni pritisak koji djeluje na sve bočne strane biti jednak nuli (pritisak na lijevoj strani će se kompenzirati pritiskom na desnoj). Hidrostatički pritisak na gornjoj strani će biti jednak:
Ovaj pritisak je usmjeren naniže. Odgovarajuća sila je jednaka:
F 1 = P 1 *S = ρ l *g*h*S.
Gdje je S površina kvadratnog lica.
Sila povezana sa hidrostatskim pritiskom koja djeluje na donju stranu kocke bit će jednaka:
F 2 = ρ l *g*(h+a)*S.
Sila F 2 je usmjerena prema gore. Tada će rezultirajuća sila također biti usmjerena prema gore. Njegova vrijednost je:
F = F 2 - F 1 = ρ l *g*(h+a)*S - ρ l *g*h*S = ρ l *g*a*S.
Imajte na umu da je proizvod dužine ivice i površine lica S kocke njen volumen V. Ova činjenica nam omogućava da prepišemo formulu na sljedeći način:
Ova formula za silu uzgona sugerira da vrijednost F ne ovisi o dubini uranjanja tijela. Pošto se zapremina tela V poklapa sa zapreminom tečnosti V l koju je istisnulo, možemo napisati:
Formula za silu uzgona F A obično se naziva matematičkim izrazom Arhimedovog zakona. Prvi ga je ustanovio starogrčki filozof u 3. veku pre nove ere. Arhimedov zakon se obično formuliše na sljedeći način: ako je tijelo uronjeno u fluidnu supstancu, tada na njega djeluje sila usmjerena okomito prema gore, koja je jednaka težini dotične tvari koju je tijelo istisnulo. Sila uzgona naziva se i Arhimedova sila ili sila dizanja.
Sile koje djeluju na čvrsto tijelo uronjeno u fluidnu supstancu
Važno je poznavati ove sile da bismo odgovorili na pitanje da li će tijelo plutati ili tonuti. Generalno, postoje samo dva od njih:
- gravitacija ili tjelesna težina F g ;
- sila uzgona F A .
Ako je F g >F A, onda možemo sa sigurnošću reći da će se tijelo utopiti. Obrnuto, ako je F g Zamjenom formula za imenovane sile u naznačene nejednačine, može se dobiti matematički uvjet za lebdenje tijela. izgleda ovako: Ovdje je ρ s prosječna gustina tijela. Efekat gore navedenog stanja nije teško pokazati u praksi. Dovoljno je uzeti dvije metalne kocke, od kojih je jedna čvrsta, a druga šuplja. Ako ih bacite u vodu, prvi će se utopiti, a drugi će plutati na površini vode. Sva vozila koja se kreću po površini vode ili pod vodom koriste Arhimedov princip. Dakle, deplasman brodova se izračunava na osnovu poznavanja maksimalne sile uzgona. Podmornice, promjenom prosječne gustine uz pomoć posebnih balastnih komora, mogu plutati ili potapati. Upečatljiv primjer promjene prosječne gustine tijela je korištenje prsluka za spašavanje od strane ljudi. Oni značajno povećavaju ukupni volumen i istovremeno praktički ne mijenjaju težinu osobe. Podizanje balona ili dječjih balona napuhanih helijumom na nebu je jasan primjer djelovanja Arhimedove uzgonske sile. Njegov izgled je povezan sa razlikom između gustine toplog vazduha ili gasa i hladnog vazduha. Šuplja lopta je potpuno uronjena u vodu. Poluprečnik lopte je 10 cm Potrebno je izračunati silu uzgona vode. Da biste riješili ovaj problem, ne morate znati od kojeg materijala je lopta napravljena. Potrebno je samo pronaći njen volumen. Potonji se izračunava po formuli: Tada će se izraz za određivanje Arhimedove sile vode napisati kao: F A = 4/3*pi*r 3 *ρ l *g . Zamjenjujući polumjer lopte i gustinu vode (1000 kg/m3), nalazimo da je sila uzgona 41,1 N. Postoje dva tijela. Zapremina prvog je 200 cm 3, a drugog 170 cm 3. Prvo tijelo je uronjeno u čisti etil alkohol, a drugo u vodu. Potrebno je utvrditi da li su sile uzgona koje djeluju na ova tijela iste. Odgovarajuće Arhimedove sile zavise od zapremine tela i gustine tečnosti. Za vodu, gustina je 1000 kg/m3, za etil alkohol - 789 kg/m3. Izračunajmo silu uzgona u svakoj tečnosti koristeći ove podatke: za vodu: F A = 1000*170*10 -6 *9,81 ≈ 1,67 N; za alkohol: F A = 789*200*10 -6 *9,81 ≈ 1,55 N. Dakle, u vodi je Arhimedova sila za 0,12 N veća nego u alkoholu. Instrukcije Arhimedova sila nastaje zbog razlike u pritisku vode na nivou gornjeg i donjeg dijela tijela. Stub vode visine h1 pritišće gornji dio silom jednakom težini ovog . Na donji dio djeluje sila jednaka težini stupa visine h2. Ova visina je određena zbrajanjem h1 i visine samog tijela. Prema Pascalovom zakonu, pritisak u tečnosti ili gasu je ravnomerno raspoređen u svim pravcima. Uključujući i naviše. Očigledno je da je sila koja djeluje prema gore veća od sile koja djeluje naniže. Ali, treba napomenuti da se u obzir uzima samo efekat stupca tečnosti. Sila uzgona ne zavisi od sopstvene težine tela. U proračunima se ne koristi ni materijal od kojeg je tijelo napravljeno, niti njegove druge kvalitete, osim njegovih dimenzija. Proračun Arhimedove sile zasniva se samo na gustini tečnosti i geometrijskim dimenzijama uronjenog dela. Postoje dva načina, Arhimedova sila djeluje na tijelo uronjeno u tečnost. Prvi se sastoji od mjerenja zapremine tijela i izračunavanja težine tekućine koja zauzima sličnu zapreminu. Da biste to učinili, potrebno je da tijelo ima ispravan geometrijski oblik, odnosno da je kocka, paralelepiped, sfera, hemisfera, konus. Vrlo je teško izračunati zapreminu čvrstog tijela složenijeg oblika, pa za određivanje Arhimedove sile u ovom slučaju postoji praktičnija metoda br. 2. Ali o tome kasnije. Nakon što smo odredili zapreminu uronjenog tijela, pomnožimo ga sa gustinom tekućine i pronađemo veličinu sile uzgona koja djeluje na ovo tijelo u homogenom mediju date gustine i na ubrzanje slobodnog pada g (9,8 m/ s2). Formula za određivanje Arhimedove sile izgleda ovako: Drugi metod se zasniva na merenju zapremine istisnute tečnosti. Najviše odgovara iskustvu koje je Arhimeda dovelo do otkrića njegovog zakona. Ova metoda je takođe veoma zgodna kada se izračunava Arhimedova sila za delimično uranjanje tela. Da bi se dobili potrebni podaci, tijelo koje se proučava visi na niti i polako se spušta u tekućinu. Dovoljno je izmeriti nivo tečnosti u posudi pre i posle potapanja tela, pomnožiti razliku nivoa sa površinom i pronaći zapreminu istisnute tečnosti. Kao i u prvom slučaju, množimo ovu zapreminu sa gustinom tečnosti i g. Rezultirajuća vrijednost je Arhimedova sila. Da bi jedinica sile bila Njutn, zapremina se mora meriti u m3, a gustina u kg/m3. ARHIMEDOV ZAKON– zakon statike tečnosti i gasova, prema kojem na telo uronjeno u tečnost (ili gas) deluje sila uzgona jednaka težini tečnosti u zapremini tela. Činjenica da određena sila djeluje na tijelo uronjeno u vodu svima je dobro poznata: teška tijela kao da postaju lakša - na primjer, naše vlastito tijelo kada smo uronjeni u kadu. Kada plivate u rijeci ili u moru, lako možete podizati i pomicati vrlo teško kamenje po dnu – ono koje ne možemo podići na kopnu; isti se fenomen uočava kada se kit iz nekog razloga iznese na obalu - životinja se ne može kretati izvan vodenog okruženja - njegova težina premašuje mogućnosti njenog mišićnog sistema. U isto vrijeme, lagana tijela odolijevaju uranjanju u vodu: potapanje lopte veličine male lubenice zahtijeva i snagu i spretnost; Najvjerovatnije neće biti moguće uroniti loptu prečnika pola metra. Intuitivno je jasno da je odgovor na pitanje - zašto neko tijelo pluta (a drugo tone) usko povezan s djelovanjem tečnosti na tijelo uronjeno u njega; ne može se zadovoljiti odgovorom da laka tijela lebde, a teška tonu: čelična ploča će, naravno, potonuti u vodi, ali ako od nje napraviš kutiju, onda može plutati; međutim, njena težina se nije promenila. Da bismo razumeli prirodu sile koja deluje na potopljeno telo sa strane tečnosti, dovoljno je razmotriti jednostavan primer (slika 1). Kocka sa ivicom a uronjen u vodu, a i voda i kocka su nepomične. Poznato je da se pritisak u teškoj tečnosti povećava proporcionalno dubini – očigledno je da viši stub tečnosti jače pritiska na bazu. Mnogo je manje očigledno (ili nimalo očigledno) da ovaj pritisak ne deluje samo naniže, već i bočno i prema gore istim intenzitetom – to je Pascalov zakon. Ako uzmemo u obzir sile koje djeluju na kocku (slika 1), onda su zbog očigledne simetrije sile koje djeluju na suprotne bočne strane jednake i suprotno usmjerene - pokušavaju stisnuti kocku, ali ne mogu utjecati na njenu ravnotežu ili kretanje . Ostaju sile koje djeluju na gornje i donje strane. Neka h– dubina uranjanja gornjeg lica, r– gustina tečnosti, g– ubrzanje gravitacije; tada je pritisak na gornju stranu jednak r· g · h = p 1 i na dnu r· g(h+a)= str 2 Sila pritiska jednaka je pritisku pomnoženom sa površinom, tj. F 1 = str 1 · a\up122, F 2 = str 2 · a\up122 , gdje a- ivica kocke, i snagu F 1 je usmjerena prema dolje i sila F 2 – gore. Tako se djelovanje tečnosti na kocku svodi na dvije sile - F 1 i F 2 i određena je njihovom razlikom, a to je sila uzgona: F 2 – F 1 =r· g· ( h+a)a\up122 – r gha· a 2 = pga 2 Sila je plutajuća, budući da se donja ivica prirodno nalazi ispod gornje i sila koja djeluje prema gore je veća od sile koja djeluje prema dolje. Magnituda F 2 – F 1 = pga 3 je jednako zapremini tijela (kocke) a 3 pomnoženo sa težinom jednog kubnog centimetra tečnosti (ako za jedinicu dužine uzmemo 1 cm). Drugim riječima, sila uzgona, koja se često naziva Arhimedovom silom, jednaka je težini tekućine u volumenu tijela i usmjerena je prema gore. Ovaj zakon je ustanovio starogrčki naučnik Arhimed, jedan od najvećih naučnika na Zemlji. Ako tijelo proizvoljnog oblika (slika 2) zauzima volumen unutar tečnosti V, onda je dejstvo tečnosti na telo u potpunosti determinisano pritiskom raspoređenim po površini tela, a napominjemo da je taj pritisak potpuno nezavisan od materijala tela - („tečnost ne mari šta će pritisnite na”). Da biste odredili rezultujuću silu pritiska na površini tijela, morate mentalno ukloniti iz volumena V dato tijelo i napunite (mentalno) ovu zapreminu istom tečnošću. S jedne strane, nalazi se posuda s tečnošću koja miruje, s druge strane, unutar zapremine V- telo koje se sastoji od date tečnosti, a ovo telo je u ravnoteži pod uticajem sopstvene težine (tečnost je teška) i pritiska tečnosti na površinu zapremine V. Pošto je težina tečnosti u zapremini tela jednaka pgV i uravnotežen je rezultujućim silama pritiska, tada je njegova vrijednost jednaka težini tečnosti u zapremini V, tj. pgV. Nakon što smo mentalno napravili obrnutu zamjenu - stavljajući je u volumen V datog tijela i uz napomenu da ova zamjena neće utjecati na raspodjelu sila pritiska na površini volumena V, možemo zaključiti: na tijelo uronjeno u tešku tekućinu u mirovanju djeluje sila prema gore (Arhimedova sila), jednaka težini tečnosti u zapremini datog tijela. Slično, može se pokazati da ako je tijelo djelomično uronjeno u tečnost, tada je Arhimedova sila jednaka težini tečnosti u zapremini uronjenog dela tela. Ako je u ovom slučaju Arhimedova sila jednaka težini, tada tijelo lebdi na površini tekućine. Očigledno, ako je tokom potpunog uranjanja Arhimedova sila manja od težine tijela, onda će se ono utopiti. Arhimed je uveo koncept "specifične težine" g, tj. težina po jedinici zapremine supstance: g =
str; ako pretpostavimo da za vodu g= 1, tada je čvrsto tijelo materije za koje g> 1 će se utopiti, i kada g < 1
будет плавать на поверхности; при g= 1 tijelo može plutati (lebdjeti) unutar tekućine. U zaključku, napominjemo da Arhimedov zakon opisuje ponašanje balona u zraku (u mirovanju pri malim brzinama). Vladimir Kuznjecov Pojava u kojoj tijelo, zbog djelovanja sile uzgona usmjerene prema gore, ne tone kada je uronjeno u tekućine ili plinove naziva se uzgonom. Sila uzgona je sila ravnoteže koja djeluje suprotno sili gravitacije. Ovdje je vrijedno napomenuti da ne može djelovati samo tekućina, već i plin, pa čak i metal! Plutajući objekti na vodi, pod vodom, u zraku: brodovi, podmornice i baloni kreću se zahvaljujući ravnoteži gravitacije i uzgona. Tradicionalno ćemo pokušati objasniti prirodu plovnosti objekata jednostavnim jezikom bez uranjanja u guste formule. Bilo koje tijelo na Zemlji pada pod utjecajem gravitacije i rezultirajuće odgovarajuće sile gravitacije prema dolje. Ali, sigurno, svi smo primijetili da kada se predmet uroni u vodu, postaje lakši. To znači da kada su objekti uronjeni u tekućinu, neka druga sila plutanja počinje djelovati, usmjerena suprotno sili gravitacije prema gore.
Sila plutanja koja se suprotstavlja sili gravitacije naziva se Arhimedova, u čast poznatog grčkog naučnika Arhimeda, koji je živeo u 3. veku pre nove ere. Prema Arhimedovom zakonu, svako tijelo uronjeno u tečnost podliježe sili uzgona, čija je veličina ekvivalentna težini tijela. Masa kruške se ne mijenja kada se uroni u tekućinu, ali se njena težina smanjuje za vrijednost sile uzgona iz vode. Zatim zamislite kocku betona čija je masa 3000 kg ili 3 tone. Iz početnog kursa fizike dobijamo težinu (masa kocke pomnožena sa ubrzanjem zbog gravitacije h=9,8) betonske kocke. Otprilike, ovo je količina mase pomnožena sa 10. Dakle, težina betonske kocke je P = 30000N (njutn). Dakle, kada se određena zapremina betona uroni u vodu, voda težine 1000 kg ili 1 tona se istiskuje. Sila uzgona koja se suprotstavlja težini betonske kocke je 10.000 N. Za tu količinu se težina kocke konačno smanjuje kada se potpuno uroni u vodu. 30000N-10000N=20000N. U tome se krije cijeli učinak smanjenja težine, što osjećamo pod vodom. Kao što vidimo iz našeg eksperimenta, tokom ronjenja tijelo je izgubilo jednu trećinu svoje težine. Tijela uronjena u bilo koji fluidni medij doživljavaju pritisak usmjeren sa svih strana ovog medija i čija veličina raste kako su uronjena. Shodno tome, pritisak koji medij vrši na tijelo sa određenom visinskom razlikom bit će maksimalan u donjoj tački (ravnini) tijela, a minimalan na vrhu. Smjer sila pritiska na gornjoj i donjoj ravni je suprotan. Rezultanta ove dvije suprotne sile je sila uzgona. Da se vratimo na našu betonsku kocku, potopljenu, na primjer, do dubine od 1 m, izložena je silama pritiska vode sa šest strana. Budući da su stranice kocke na istoj dubini, rezultirajuće sile uravnotežuju sile usmjerene jedna prema drugoj. Šta je sa silama pritiska na donjoj i gornjoj ravni? Ovdje je na gornjoj ravni kocke veličina sile usmjerene naniže jednaka 10.000 N, a na donjoj ravni sila od 20.000 N usmjerena je prema gore. Sila uzgona jednaka je razlici sila koje djeluju između dna i vrha - 10000N. Plutajuće tijelo, kao što je brod, umjesto vode izbacuje volumen vode iz prostora koji zauzima. Težina izbačene zapremine vode jednaka je težini posude. Uzgon tijela se objašnjava pritiskom vode. Mnogi od nas se pitaju zašto ista tijela iste zapremine plutaju, dok se drugi ne, odnosno dave. Navedena betonska kocka sigurno će potonuti u vodi, ali će drvena kocka ostati na površini. Uzmimo drvenu kocku od 500 kg. Njegova težina je 5000N. Prema Arhimedovom zakonu, drvena kocka će istisnuti istu zapreminu vode kao betonska - 1 m3. Masa istisnute vode će također ostati nepromijenjena - 1000 kg ili 1 tona. Ispostavilo se da je uzgon drvene kocke posljedica činjenice da je rezultujuća sila uzgona veća od težine drveta. Jednostavno je, zar ne? Ali šta je sa činjenicom da plutajuće tijelo, posebno naša drvena kocka, nije potpuno, već samo djelomično uronjeno u vodu? A u isto vrijeme, voda se istiskuje za 1000 kg ili manje. Ovaj efekat upravo govori o balansiranju sile uzgona i tjelesne težine. Pod vodom je onaj dio tijela koji je sposoban stvoriti silu uzgona jednaku težini tijela iznad vode. Ova ravnoteža sila odgovara na pitanje zašto tijelo lebdi. Ako plutajućem tijelu počnete dodavati težinu odozgo, tada se volumen istisnute tekućine povećava svojom silom uzgona i raste direktno za količinu dodane težine. Kao rezultat toga, može se primijetiti sve veće uranjanje tijela pod vodu. Podmornica se sastoji od vodootpornog trupa, ispod koje se nalaze tankovi s balastom. Kada se rezervoari napune vodom, čamac tone. Pod vodom, čamac je okačen - niti tone niti pluta. Kada je potrebno uspon, zrak se upumpava u balastne tankove, koji istiskuje vodu prema van. Oznake na boku broda pokazuju koliko tereta može ponijeti za sigurnu plovidbu. Stepen potapanja posude zavisi, posebno, od gustine vode u kojoj se nalazi. Dakle, saznali smo da se ovisno o tome da li je sila uzgona veća ili manja od težine tijela određuje svojstvo njegove uzgona. Ako je sila uzgona veća, tijelo pluta, ako je manja, tone. Direktna veza između toga da li će tijelo plutati je omjer gustine medija i gustine tijela koje je uronjeno u taj medij (tečnost ili plin). Prisjetimo se kursa fizike - gustina tijela je omjer njegove mase i zapremine. U našim eksperimentima korišćene su sledeće supstance sa odgovarajućim gustinama: beton - 3000 kg/m3, drvo - 500 kg/m3 i voda 1000 kg/m3. Ali šta je s brodovima, koji su većinom napravljeni od metala čija gustina znatno premašuje gustinu vode? I kao rezultat toga, izračunati dio gustine uključuje upravo ovaj volumen zraka u šupljem dijelu. Kao rezultat toga, rezultujući dio sile uzgona je veći od tjelesne težine. Hidrometar je uređaj za mjerenje gustine tečnosti. Što je veća gustina tečnosti, to je veća sila uzgona, a telo uređaja više pluta. Sve navedeno odnosi se ne samo na tekuće medije, već i na plinske medije. Uzmimo svima omiljene balone. Oni takođe plivaju, ali samo u vazduhu. Vazduh koji zagreva gorionik unutar kugle ima manju gustinu od okolnog vazduha na nižoj temperaturi. Kao rezultat toga, balon se podiže sa zemlje. Šta je sa magijom balona koji se trenutno dižu napunjenih gasom zvanim helijum? Ovdje se opet radi o razlici u gustini helijuma i zračnih plinova. Gustina helijuma je manja od zraka, pa linjaci lako lete u zrak za svečane događaje. : tijelo uronjeno u tekućinu (ili plin) podliježe sili uzgona koja je jednaka težini tečnosti (ili gasa) koji je istisnuo ovo telo. Sila se zove Arhimedovom snagom: gdje je gustina tečnosti (gasa), ubrzanje gravitacije i zapremina potopljenog tela (ili deo zapremine tela koji se nalazi ispod površine). Ako tijelo lebdi na površini ili se ravnomjerno kreće gore ili dolje, tada je sila uzgona (koja se naziva i Arhimedova sila) jednaka po veličini (i suprotno u smjeru) sili gravitacije koja djeluje na zapreminu istisnute tekućine (gasa). tijelom, a primjenjuje se na težište ovog volumena. Tijelo lebdi ako Arhimedova sila uravnoteži silu gravitacije tijela. Treba napomenuti da tijelo mora biti potpuno okruženo tekućinom (ili se ukrštati s površinom tekućine). Tako se, na primjer, Arhimedov zakon ne može primijeniti na kocku koja leži na dnu spremnika, hermetički dodirujući dno. Što se tiče tijela koje se nalazi u gasu, na primjer u zraku, za pronalaženje sile dizanja potrebno je zamijeniti gustinu tečnosti gustinom gasa. Na primjer, helijumski balon leti prema gore zbog činjenice da je gustina helijuma manja od gustine zraka. Arhimedov zakon može se objasniti pomoću razlike u hidrostatičkom pritisku na primjeru pravokutnog tijela. Gdje P A, P B- pritisak u tačkama A I B, ρ - gustina fluida, h- razlika u nivou između bodova A I B, S- horizontalna površina poprečnog presjeka tijela, V- zapremina uronjenog dela tela. U teorijskoj fizici, Arhimedov zakon se takođe koristi u integralnom obliku: gdje je površina, je pritisak u proizvoljnoj tački, integracija se vrši po cijeloj površini tijela. U odsustvu gravitacionog polja, odnosno u bestežinskom stanju, Arhimedov zakon ne funkcioniše. Astronautima je ovaj fenomen prilično poznat. Konkretno, u nultoj gravitaciji nema fenomena (prirodne) konvekcije, pa se, na primjer, zračno hlađenje i ventilacija stambenih prostora svemirskih letjelica izvode nasilno pomoću ventilatora. Određeni analog Arhimedovog zakona važi i za bilo koje polje sila koje različito deluju na telo i na tečnost (gas), ili u nejednoliko polje. Na primjer, ovo se odnosi na polje inercijskih sila (na primjer, centrifugalne sile) - centrifugiranje se temelji na tome. Primjer za polje nemehaničke prirode: provodno tijelo je pomjereno iz područja magnetskog polja većeg intenziteta u područje nižeg intenziteta. Na dubini postoji hidrostatički pritisak fluida. U ovom slučaju smatramo da su pritisak fluida i jačina gravitacionog polja konstantne vrednosti, a - parametar. Uzmimo tijelo proizvoljnog oblika koje ima volumen različit od nule. Hajde da uvedemo desni ortonormalni koordinatni sistem i izaberemo pravac ose z da se poklapa sa smerom vektora. Postavljamo nulu duž ose z na površini tečnosti. Odaberimo elementarnu oblast na površini tijela. Na njega će djelovati sila pritiska tekućine usmjerena u tijelo. Da biste dobili silu koja će djelovati na tijelo, uzmite integral preko površine: Kada se krećemo od površinskog integrala do integrala volumena, koristimo generaliziranu Ostrogradsky-Gaussovu teoremu. Nalazimo da je modul Arhimedove sile jednak , i da je usmjeren u smjeru suprotnom od smjera vektora intenziteta gravitacijskog polja. Ponašanje tijela koje se nalazi u tekućini ili plinu ovisi o odnosu između modula gravitacije i Arhimedove sile, koji djeluju na ovo tijelo. Moguća su sljedeća tri slučaja: Druga formulacija (gdje je gustina tijela, je gustina medija u koji je uronjeno): Wikimedia fondacija. 2010. ARHIMEDOV ZAKON, ARHIMED je zaključio da se telo uronjeno u tečnost istiskuje silom koja je jednaka težini istisnute tečnosti. Priča se da je ovaj zakon navodno formulisao tako što je uronio u kadu i gledao kako voda izlazi. Prema… … Naučno-tehnički enciklopedijski rečnik ARHIMEDOV ZAKON- zakon hidro i aerostatike, prema kojem na bilo koje tijelo uronjeno u tekućinu ili plin djeluje sila uzgona (Arhimedova sila), jednaka težini tečnosti (gasa) koju istisne tijelo, usmjerena okomito prema gore i prijavljeno u centar..... Velika politehnička enciklopedija Arhimedov zakon- Archimedo dėsnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Skysčių ir dujų statikos dėsnis: kūną, panardintą į skystį ar dujas, veikia išstumiamoji jėga F, išstumiamoji jėga F, lyušćiogi kūnosės; jos veikimo taškas –… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas Arhimedov zakon- Archimedo dėsnis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Arhimedov zakon; Arhimedov princip vok. Archimedisches Gesetz, n; Archimedisches Prinzip, n rus. Arhimedov princip, m; Arhimedov zakon, m pranc. principe d'Archimède, m; théorème… … Fizikos terminų žodynas ARHIMEDOV ZAKON: na svako tijelo uronjeno u tečnost djeluje sila uzgona usmjerena prema gore i jednaka težini tečnosti koju istisne. Arhimedov zakon važi i za gasove... enciklopedijski rječnik Arhimedov zakon- Arhimedov zakon Arhimedov zakon *Archimedisches Prinzip – na tijelo koje je upleteno u sredinu vertikalno je usmjerena prema gore sila koja je jednaka sili gravitacije tijela koja je jednaka zapremini opterećenog tijela. Ako je gravitaciona sila tela G veća ... ... Girnichy enciklopedijski rječnik Ovaj izraz ima druga značenja, pogledajte Zakon (značenja). Fizički zakon je empirijski utvrđena i izražena strogom verbalnom i/ili matematičkom formulacijom, stabilna veza između ponavljajućih pojava, procesa i... ... Wikipedia Arhimedov zakon- Arhimedov zakon: F sila uzgona; P je sila gravitacije koja djeluje na tijelo. ARHIMEDOV ZAKON: na svako tijelo uronjeno u tečnost djeluje sila uzgona usmjerena prema gore, jednaka težini tečnosti koju istisne njime i primijenjena na centar... ... Ilustrovani enciklopedijski rječnik
Primena sile uzgona u praksi
Problem izračunavanja Arhimedove sile u vodi
Problem poređenja Arhimedovih sila
F=ρgV
ρ je specifična gustina tečnosti;
g - ubrzanje slobodnog pada;
V je zapremina istisnute tečnosti.
Kao i svaka sila, mjeri se u Njutnima (N).
Arhimedov zakon i lebdenje tela
Uranjanje tijela u vodu
Priroda uzgonske sile
Zašto tijelo pluta?
Ovisnost uzgona od gustine tijela
Generalizacije
Izvođenje Arhimedovog zakona za tijelo proizvoljnog oblika
Stanje plutajućih tijela
vidi takođe
Bilješke
Linkovi
Pogledajte šta je "Arhimedov zakon" u drugim rječnicima:
