Закон Архимеда

Закон Архимеда

Архимед (287 - 212 до н.э.) Древнегреческий ученый, математики и изобретатель, родился в Сиракузах

Архимед ( 287 – 212 гг. до н.э.) Архимед посвятил себя математике и механике. Сконструированные им аппараты и машины воспринимались современниками как чудеса техники. Он открыл закон об удельном весе и изучал теорию подъемных механизмов. Среди его изобретений – Архимедов винт, устройство для поднятия воды или сыпучих материалов, таких как песок. Архимед говорил о рычаге, теорией которого он занимался: «Дайте мне точку опоры, и я переверну весь мир».

Закон Паскаля Давление в жидкости или газе передается во всех направлениях одинаково и не зависит от ориентации площадки, на которую оно действует.

Давление жидкости на дно или боковые стенки сосуда зависит от высоты столба жидкости Сила давления на дно цилиндрического сосуда высоты h и площади основания S равна весу столба жидкости mg, где m = ρghS – масса жидкости в сосуде, ρ – плотность жидкости.

Давление столба жидкости ρgh называют гидростатическим давлением

Закон Архимеда формулируется так: Архимедова сила, действующая на погруженное в жидкость (или газ) тело, равна весу жидкости (или газа), вытесненной телом

Сила Архимеда

В жидкость погружено тело в виде прямоугольного параллелепипеда высотой h и площадью основания S Разность давлений на нижнюю и верхнюю грани есть: Δp = p2 – p1 = ρgh. Поэтому выталкивающая сила будет направлена вверх, и ее модуль равен FA = F2 – F1 = SΔp = ρgSh = ρgV, где V – объем вытесненной телом жидкости, а ρV – ее масса

Сила Архимеда

Сила Архимеда Причина возникновения выталкивающей силы в разности сил на разных глубинах

На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая ……………. сила, …равная …весу жидкости или газа, . вытесненного этим……. Телом!!!!! FАрхимеда= Рж gV

Архидед открыл три условия, которые стали основой науки о плавании Если FАРХ.>mg - тело всплывает, до тех пор, пока силы не уравновесятся. FАРХ.

Сила Архимеда равна произведению плотности жидкости на коэффициент g и на объем тела

Условие плавания тел Если плотность тела больше плотности жидкости, то тело в ней тонет. Если плотность тела меньше плотности жидкости, то тело в ней всплывает. При равенстве плотностей тела и жидкости, тело плавает.

1. На какой из опущенных в воду шаров действует наибольшая выталкивающая сила?

2. В сосуде с водой плавает брусок из льда, на котором лежит деревянный шар. Плотность вещества шара меньше плотности воды. Изменится ли уровень воды в сосуде, если лед растает?

3. В сосуде с водой плавает железный коробок, ко дну которого при помощи нити подвешен стальной шар. Шар не касается дна сосуда. Как изменится высота уровня воды в сосуде, если нить, удерживающая шар, оборвется?

Надводная часть айсберга имеет объем ΔV = 500 м3. Найти объем айсберга V, если плотность льда ρльда = 0,92 г/см3, а плотность воды ρводы = 1,03 г/см3.

Решение: Условие равновесия айсберга: FАрхимеда = Mg ρvg ∙ (V – ΔV) = ρльдаgV. Откуда:

Кубик с ребром 10 см погружен в сосуд с водой, на которую налита жидкость плотностью 0,8 г/см3, не смешивающаяся с водой. Линия раздела жидкостей проходит посередине высоты кубика. Найти массу кубика.

Решение: Масса кубика m=0,9 кг3.

Определите объем вакуумной полости ΔV в куске железа массой m = 7,8 кг и плотностью ρж = 7800 кг/м3, если вес этого куска в воде Р = 60 Н. Плотность воды ρв = 1000 кг/м3. Ускорение свободного падения считать равным 10 м/с2. Ответ выразить в кубических см.

Решение: Вес куска железа в воде равен: P = mg – FA, где FA – сила Архимеда. , где – объем железа в куске. Откуда

Найдите плотность газа, заполняющего невесомую оболочку воздушного шара объемом 40 м3, если шар с грузом массой m = 20 кг висит неподвижно. Плотность воздуха ρв = 1,5 кг/м3.

Решение: Условие равновесия шара: mg + ρгазаgV = ρвоздухаgV. Откуда:

На какое минимальное давление должна быть рассчитана подводная лодка, глубина погружения которой H = 800 м? Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2, а одну атмосферу 100 кПа.Ответ выразить в мегапаскалях.

Решение: Гидростатическое давление определяется формулой p = ρgH = 103∙10∙800 = 106 = 8 МПа. Ответ: 8 МПа.

Сплошное тело, объемом 0,2 л и массой 300 г бросают в воду. Выберите положение тела, которое оно займет после погружения.

Решение: 4

Сплошное тело, объемом 0,1 л и массой 30 г бросают в воду. Выберите положение тела, которое оно займет после погружения.

Решение: 2