Moc Archimedesa: o koronach, basenach i sterowcach

Trudno powiedzieć, jak prawdziwe są historyczne żarty. Siła Archimedesa w umysłach tak wielu ludzi związana jest z faktem, że po odkryciu, dobry wynalazca wyskoczył z wanny i przebiegł ulicami miasta, w których matka urodziła, krzycząc: "Eureka!" Jak niezawodny jest ten mały szczegół - pytanie jest oczywiście kontrowersyjne. Ale fakt, że moc Archimedesa została odkryta w procesie rozwiązywania praktycznego problemu, jest prawdą.

Jak to było

Zaciekawiło to tyrana małego greckiego miasta, czy jubiler ukradł złoto z nowej korony. Naukowiec otrzymał warunek, aby nie niszczyć korony. Pytanie jest dla niego dziwne i trudne, ale Archimedes zrobił to doskonale, jednocześnie odsłaniając słynną siłę pchającą.

Zgodnie z prawami czasu

W jaki sposób problem króla może zostać rozwiązany dzięki znajomości mocy Archimedesa? Weź złoty krążek o tej samej masie co korona i obliczyć wyrzut wody. W rezultacie możesz podać dokładną odpowiedź, oszukać króla, czy nie. Ale aby dowiedzieć się, ile dokładnie zostało skradzione złoto, musisz wykonać obliczenia i użyć tej samej substancji, którą użył jubiler-oszust (jeśli rozwiążesz problem związany z czasem Archimedesa).

Ścisła definicja

Jaka jest moc Archimedesa? Definicja stwierdza, że ​​jest to siła działająca na ciało zanurzone w cieczy lub gazie, numerycznie równe sile grawitacji działającej na objętość cieczy lub gazu wyrzucanego przez ciało, ale skierowane przeciw sile grawitacji. Punkt jego zastosowania można uznać jedynie za środek ciężkości ciała, w tej sytuacji nazywanej środkiem nacisku.

Dlaczego ciężko po basenie?

W wielu szkołach jako dowód na istnienie tej siły używa się pracy laboratoryjnej z tak zwanym wiaderkiem Archimedesa. Ta metoda jest prosta i bardzo intuicyjna i nie wymaga specjalnego wyposażenia. Jak to się robi? Statyw umieszcza się nad wanną z wodą, do której są przymocowane zwykłe wagi sprężynowe (w życiu codziennym takie są używane np. Do ważenia prania), do których przyczepione jest metalowe ładunki. Wyświetlane odczyty instrumentu. Następnie waga z ładunkiem zostaje opuszczona w dół tak, że ta ostatnia jest całkowicie lub częściowo zanurzona w wodzie. W oczach uczniów odczyty instrumentu maleją. Dlaczego? Przeciw grawitacja Siła Archimedesa zaczyna działać, a ciężar ciała podobno staje się mniejszy. Wiele osób obserwowało proces odwrotny w basenie - kiedy człowiek wychodzi po sesji pływania, jego własne ciało wydaje się bardzo ciężkie.

Znajduje się również w gazach

Ale nie tylko w płynach działa siła Archimedesa. Wzór zakłada zużycie i gaz. Gęstości cieczy lub gazu nie można pomnażać przez objętość wypartą przez ciało. A także przyspieszyć swobodny spadek. Ale jeśli mówimy o gazie, siła Archimedesa będzie niewielka, ponieważ gęstość medium jest niewielka.

Zrozum więcej

Ten temat w fizyce jest jednym z najprostszych i najbardziej zrozumiałych, na jego podstawie budowanych jest wiele interesujących i praktycznych zadań. Gdybyś przestudiował problem Archimedesa, zrozumiesz, dlaczego balony pełne helu są rozdarte na górze, jak latają statki powietrzne i dlaczego niektórzy ludzie tonieją bez ruchu, a inni nie.