Юрий Максимов
Оракул
(74648)
13 лет назад
Закон Архимеда формулируется следующим образом [1]: на тело, погружённое в жидкость (или газ) , действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа) (называемая силой Архимеда)
FA = ρgV,
где ρ — плотность жидкости (газа) , g — ускорение свободного падения, а V — объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности) . Если тело плавает на поверхности или равномерно движется вверх или вниз, то выталкивающая сила (называемая также архимедовой силой) равна по модулю (и противоположна по направлению) силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объём жидкости (газа) , и приложена к центру тяжести этого объёма.
Тело плавает, если сила Архимеда уравновешивает силу тяжести тела.
Следует заметить, что тело должно быть полностью окружено жидкостью (либо пересекаться с поверхностью жидкости) . Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который лежит на дне резервуара, герметично касаясь дна.
Что касается тела, которое находится в газе, например в воздухе, то для нахождения подъёмной силы нужно заменить плотность жидкости на плотность газа. Например, шарик с гелием летит вверх из-за того, что плотность гелия меньше, чем плотность воздуха.
Закон Архимеда можно объяснить при помощи разности гидростатических давлений на примере прямоугольного тела.
PB − PA = ρgh
FB − FA = ρghS = ρgV,
где PA, PB — давления в точках A и B, ρ — плотность жидкости, h — разница уровней между точками A и B, S — площадь горизонтального поперечного сечения тела, V — объём погружённой части тела.
В теоретической физике также применяют закон Архимеда в интегральной форме:
где S — площадь поверхности, p — давление в произвольной точке, интегрирование производится по всей поверхности тела.
В отсутствии силы тяжести, то есть в состоянии невесомости, закон Архимеда не работает. Космонавты с этим явлением знакомы достаточно хорошо. В частности, в невесомости отсутствует явление (естественной) конвекции, поэтому, например, воздушное охлаждение и вентиляция жилых отсеков космических аппаратов производятся принудительно, вентиляторами.
Николай Осипов
Знаток
(289)
1 год назад
На шар, как и на любое другое твёрдое тело, независимо от места расположения его в жидкости, всегда действуют сила Архимеда и реакция силы Архимеда. Когда же шар или твердое тело лежит на дне сосуда (водоёма), то обе указанные силы приложены к одной точке (точке касания телом дна). В этом случае на тело(шар) действует выталкивающая сила Архимеда и тело будет легче на величину этой силы выталкивания, однако же на дно сосуда (водоёма) тело будет давить всем своим полным весом(сила гравитации никуда не исчезает) за счет действия на дно реакции силы Архимеда, которая равномерно давит на всю площадь дна сосуда (водоёма) и направлена в сторону действия силы веса тела. Если же тело (корабль) плавает, то реакция силы Архимеда будет равна весу корабля (тела), и она будет оказывать равномерное давление на всю площадь водоёма. В результате удельное давление на дно водоёма будет мало и под огромным авианосцем, стоящим на небольшой глубине в море- океане, можно спокойно плавать и нырять не чувствуя никакого давления. Подробнее ознакомиться с результатами наших исследований можете прочитав работу " Вновь открытая сила и новая формулировка закона Архимеда", а так же АС №2663551"Универсальный прецизионный плотномер жидких сред". Кроме этого наше изобретение "Способ определения пробы благородных металлов" активно используют блогеры. Так московские ломбарды №1 и №7 (семёрочка) выпустили видеоролики, где демонстрируют наш способ. Посмотрите и вы быстро и просто дома на кухне проверите пробу ваших золотых изделий. Успехов вам, ответьте, какие возникнут вопросы. Николай Осипов.