Закон Архимеда F = ρ.Vg. Смысл этого закона заключается в том, что на объект, погруженный в жидкость, будет действовать направленная вверх сила, равная весу жидкости, вытесняемой объектом.
Как корабль с таким тяжелым грузом может плавать в океане? На этот вопрос ответят, когда вы поймете принципы закона Архимеда. Ниже приводится объяснение значения закона Архимеда и примеры решения проблем, связанных с законом Архимеда.
История закона Архимеда
Вы знаете, кто такой Архимед? Что открыл Архимед в свое время?
Однажды король Гиерон II попросил Архимеда выяснить, смешана ли его золотая корона с серебром. Архимед всерьез задумался над этим. Пока он не почувствовал себя очень уставшим и не бросился в общественную баню, полную воды.
Затем он заметил, что на пол пролилась вода, и сразу нашел ответ. Он поднялся на ноги и побежал к дому голый. Вернувшись домой, он крикнул жене: «Эврика! Эврика! " что означает «Я нашел! Я нашел! " Затем он составил закон Архимеда.
Из истории Архимеда мы можем видеть, что принцип закона Архимеда касается подъемной силы или силы плавучести, действующей на жидкость (жидкость или газ) относительно объекта. Таким образом, благодаря силе плавучести жидкого объекта объекты разных типов из-за разной плотности имеют разную силу плавучести. Это то, что позволило Архимеду ответить на вопросы короля и доказать, что корона короля Гиерона II была ослеплена смесью золота и серебра.
Понимание закона Архимеда
Закон Архимеда гласит:
« На объект, который частично или полностью погружен в жидкость, будет действовать направленная вверх сила, равная весу жидкости, вытесняемой объектом ».
Значение слова, переданное в звучании закона Архимеда, - это объем жидкости, которая переливается, сжимается так, что кажется, будто происходит увеличение объема при погружении объекта в жидкость.
Количество жидкости, которое перемещается / нажимается, имеет объем, равный объему объекта, погруженного / погруженного в жидкость. Таким образом, согласно закону Архимеда, подъемная сила (Fa) имеет то же значение, что и вес вытесняемой жидкости (wf).
Формулы закона Архимеда
Применение закона Архимеда очень полезно в нескольких жизнях, например, для определения того, когда подводная лодка плывет, парит или тонет. Итак, вот основные принципы формулы закона Архимеда.
Читайте также: 16 исламских королевств в мире (ПОЛНОЕ) + объяснениеКогда объект находится в жидкости, объем жидкости передается равным объему объекта в жидкости. Если объем перенесенной жидкости равен V, а плотность жидкости (масса на единицу объема) равна ρ, то масса перенесенной жидкости равна:
m = ρ.V
Количество перенесенной жидкости составляет
ш = мг = ρ.Vg
Согласно принципу Архимеда, величина восходящего давления равна весу перемещаемого объекта:
Fa = w = ρ.Vg
Если система сбалансирована, ее можно сформулировать
Fa = w
ρf.Vbf.g = ρb.Vb.g
ρf.Vbf = ρb.Vb
Информация:
m = масса (кг)
ρ = плотность (кг / м3)
V = объем (м3)
Fa = плавучесть (N)
g = ускорение свободного падения (м / с2)
wf = вес объекта (N)
ρf = плотность жидкости (кг / м3)
Vbf = объем объекта, погруженного в жидкость (м3)
ρb = плотность объекта (кг / м3)
Vb = объем объекта (м3)
Плавающий, плавающий и тонущий
Если объект погружен в жидкость или текучую среду, тогда возникнут 3 возможности, а именно плавание, плавание и погружение .
Плавающий объект
Объект в жидкости плавает, если плотность объекта меньше плотности жидкости (ρb <ρf). Когда объект плавает, только часть его объема погружается в жидкость, а другая часть находится над поверхностью воды в плавающем состоянии. Таким образом, объем объекта делится на объем погружаемого объекта и объем плавающего объекта.
Vb = Vb '+ Vbf
Fa = ρf.Vbf.g
Поскольку в жидкость погружена только часть, применимо уравнение силы тяжести, направленной вверх:
ρf.Vbf = ρb.Vb
Информация:
Vb '= объем плавучего объекта (м3)
Vbf = объем объекта, погруженного в жидкость (м3)
Vb = объем всего объекта (м3)
Fa = плавучесть (N)
ρf = плотность жидкости (кг / м3)
g = сила тяжести (м / с2)
Плавающие объекты
Объекты в жидкости плавают, когда плотность объекта равна плотности жидкости (ρb = ρf). Плавучий объект окажется между поверхностью жидкости и дном сосуда.
Поскольку плотность предметов и жидкостей одинакова, то:
FA = ρf.Vb.g = ρb.Vb.g
Информация:
Fa = плавучесть (N)
ρf = плотность жидкости (кг / м3)
ρb = плотность объекта (кг / м3)
Vb = объем объекта (м3)
g = сила тяжести (м / с2)
Затопленный объект
Когда плотность объекта больше плотности жидкости (ρb> ρf ) , объект утонет и окажется на дне сосуда. Применимый закон:
Fa = wu - wf
В погруженном объекте весь объем объекта погружен в воду, поэтому объем вытесненной воды равен общему объему объекта. Таким образом, мы получаем отношение уравнения подъемной силы к тонущему объекту через соотношение масс.
Также прочтите: Как писать обзоры и примеры книг (художественные и научно-популярные книги)ρf.Vb = mu - mf
Информация:
Fa = плавучесть (N)
wu = вес объекта в воздухе / фактический вес (Н)
wf = вес объекта в жидкости (Н)
g = сила тяжести (м / с2)
Vb = общий объем объекта (м3)
ρf = плотность воды (кг / м3)
mu = масса в воздухе (кг)
mf = масса в жидкости (кг)
Пример проблемы закона Архимеда
Пример проблемы 1
Плотность морской воды составляет 1025 кг / м3, рассчитайте объем камня, погруженного в морскую воду, если вес морской воды, вытесненной камнем, составляет 2 Ньютона!
Известный :
ρf = 1025 кг / м3
wf = 2 Н
g = 9,8 м / с2
Разыскивается: V камень. . . ?
Ответ:
Вес морской воды: w = мг
Плавучесть: Fa = ρf. грамм. Vbf
Вес пролитой воды равен плавучести камня, поэтому можно записать
w = Fa
w = ρf.g.Vb
2 = 1025. (9,8) .Vb
2 = 10,045.Vb
Vb = 10,045 / 2
Vb = 1,991 x 10-4 м3 = 199,1 см3
Таким образом, объем погруженной породы составляет 199,1 см3.
Пример проблемы 2
В воздухе объект весит 500 Н. Определите плотность объекта, если вес объекта в воде составляет 400 Н, а плотность воды составляет 1000 кг / м3!
Известный :
wu = 500 Н
wf = 400 Н
ρa = 1000 кг / м3
Разыскивается: ρb?
Ответ:
Fa = wu - wf
Fa = 500 Н - 400 Н
Fa = 100 Н
ρb / ρf = wu / Fa
ρb / 1000 = 500/100
100 ρb = 500 000
ρb = 500 000/100
ρb = 5000 кг / м3
Итак, плотность объекта 5000 кг / м3.
Пример проблемы 3
Определите плотность пробки, если 75% объема пробки погружено в воду, а плотность воды составляет 1 грамм / см3!
Известный :
ρf = 1 г / см3
Vf = 0,75 Vg
Разыскивается: ρg. . . ?
Ответ:
ρg.Vg = ρf.Vf
ρg.Vg = 1. (0,75Vg)
ρg = 0,75 г / см3
Таким образом, плотность пробки составляет 0,75 гр / см3.
Пример задачи 4
Блок имеет плотность 2500 кг / м3, а в воздухе он весит 25 ньютонов. Определите вес блока в воде, если плотность воды составляет 1000 кг / м3, а ускорение свободного падения составляет 10 м / с2!
Известный :
ρb = 2,500 кг / м3
wu = 25 Н
ρf = 1000 кг / м3
Разыскивается: wf?
Ответ:
ρb / ρf = wu / Fa
(2500) / (1000) = 25 / Fa
2,5 Fa = 25
Fa = 25 / 2,5
Fa = 10 Н
Когда объект тонет, применяется:
Fa = wa-wf
10 = 25 - wf
wf = 25–10
wf = 15 Н
Значит, вес блока в воде 15 Ньютонов.
Ссылка : Eureka! Принцип Архимеда