Плавучість і плавучість у навчанні студентів-лексиконів з фізики
Якщо тіло знаходиться в рідині або в газі, його вага, здається, зменшується. Це явище називається статичною плавучістю, сила, спрямована проти ваги, називається плавучістю. Для тіла, яке знаходиться в рідині або в газі, застосовується таке:
Сила виштовхування, що діє на тіло, дорівнює вазі кількості витісненої ним рідини або газу (закон Архімеда).
Тіло опускається, витає, піднімається або плаває залежно від співвідношення між силою ваги вниз і силою виштовхування вгору.
Гравітаційний тиск і контактний тиск
# Контактний тиск # сильний тиск # паскаль # ведмідь # атмосфера # тиск повітря # щільність
Якщо тіло знаходиться в рідині або в газі, його вага, здається, зменшується. Це можна довести експериментально, прикріпивши тіло до пружинного динамометра, визначивши його вагу, а потім зануривши тіло у воду. Потім на динамометрі відображається сила, яка значно менша від ваги. Тому сила повинна протидіяти вазі тіла в рідині або в газі. Ця сила називається Плавучість
F A, сам зовнішній вигляд підсилення.
Причина плавучості
Причиною створення плавучості є різний тиск сили тяжіння p на різній глибині h (рис. 2).
Через залежність гравітаційного тиску від глибини застосовується наступне: p 2> p 1 Для A 1 = A 2, до сил стиску через F = p ⋅ A застосовується наступне: F 2> F 1 Сила плавучості, що діє на тіло, така: FA = F 2 - Ж 1
Закон Архімеда
Сила плавучості на тілі тим більша, чим більше його занурений об’єм. У той же час об’єм зануреного тіла витісняє не менш великий об’єм рідини. Витіснена рідина має певну вагу, яка тим більша, чим більше її об’єм. Це призводить до залежності між силою плавучості на тіло і вагою витісненої ним рідини або газу. Ці відносини описуються законом Архімеда. Сказано:
Для тіла, яке знаходиться в рідині чи газі, застосовується наступне: Сила плавучості, що діє на тіло, дорівнює вазі кількості витісненої ним рідини або газу.
Вперше цей закон прийняв АРХІМЕД із Сіракуз
(287 р. До н. Е. - 212 р. До н. Е.) Відкрито. Вага витісненої рідини залежить від її маси. Маса рідини або газу, в свою чергу, залежить від щільності та об'єму, так що можна також сформулювати:
Плавучість тим більше,
- чим більший об’єм витісненої рідини або газу і
- чим більша щільність витісненої речовини.
Ці співвідношення також можна представити у вигляді рівняння. Наступне стосується сили плавучості, що діє на тіло в рідинах та газах:
F A = ρ ⋅ V ⋅ g ρ Щільність витісненої речовини V Об’єм зануреного тіла (= переміщений об’єм) g Коефіцієнт положення (прискорення за рахунок сили тяжіння)
Значення плавучості
Основне значення плавучості полягає в тому, що це залежить від того, чи тіло тоне, плаває, піднімається чи плаває у воді чи повітрі. Як показують наступні приклади, це відіграє важливу роль у багатьох сферах природи, технологій та повсякденного життя.
Для риба вигідно, якщо вони плавають під водою, тобто ні піднімаються, ні самі не опускаються. Це досягається завдяки плавальному міхуру. У ній стільки повітря, що сила підйому така ж велика, як і вага.
В Кораблі конструкція повинна бути такою, щоб вони безпечно плавали. Для того, щоб це було так, сила плавучості повинна бути такою великою, щоб судно виступало досить далеко з води, навіть при повному завантаженні.
Біля плавати У різних водоймах видно, що плавучість залежить від того, солона вода чи ні. Плавучість у солоній воді значно більша, ніж у прісній воді. Там плавати легше. Це пов’язано з тим, що щільність солоної води більша, ніж у прісної води, і при однаковому обсязі тіла сила плавучості в солоній воді більша, ніж у прісній воді.
Плавучість також має вирішальне значення при транспортуванні насіння, польотах на повітряних кулях і дирижаблях, керуванні підводними човнами або дайвінгу.
Тіла тонуть, плавають, піднімаються і плавають
Залежно від того, наскільки велика вага F G тіла та сила плавучості F A, що діє на нього у зворотному напрямку, тіло може тонути, плавати, підніматися або плавати в рідині чи газі. Сила плавучості дорівнює вазі кількості рідини або газу, витісненого тілом (закон Архімеда).
- Тіло раковини вниз, якщо вага перевищує плавучість.
Приклад: аркуш паперу на повітрі. - Тіло плаває на певній глибині або висоті, якщо сила ваги настільки ж велика, як і сила плавучості.
Приклад: риба на певній глибині. - Тіло збільшується вгору, якщо сила ваги менше сили підйому.
Приклад: м’яч, який штовхають під воду. - Тіло плаває, коли вага така ж, як плавучість, з частиною тіла поза рідиною.
Приклад: човен або надувний матрац
Умови опускання, плавання, підйому або плавання тіл також можна описати за допомогою щільності тіл та рідини або газу. З цією метою слід враховувати наступні міркування: Сила ваги тіла залежить від його маси, яка, в свою чергу, залежить від його щільності та обсягу.
Застосовується таке: F G = m K r r p e r ⋅ g = ρ K r p e r ⋅ V K r p e r ⋅ g
Вага витісненої речовини і, отже, сила плавучості залежить від щільності та об'єму даної речовини, наприклад Б. вода або повітря, залежно.
Застосовується таке: F A = m F l ⋅ g = ρ F l ⋅ V F l ⋅ g
Оскільки об’єм зануреного тіла та об’єму витісненої речовини однакові, зв’язок між цими двома силами визначається щільністю тіла та щільністю речовини, чи то тіло тоне, плаває, піднімається чи плаває. Слід зазначити, що середню щільність тіла завжди слід враховувати.
Отже z. Б. судно, виготовлене зі сталі, з важким вантажем, оскільки його середня щільність менше, ніж у води. Сталь і, звичайно, суднові вантажі мають вищу щільність, ніж вода, але слід зазначити, що на судні також є багато порожнин із повітрям, так що середня щільність судна менше, ніж у води.
Всі взаємозв'язки показані в огляді на рисунку 5.
Наведені також приклади. Формулювання та приклади стосуються води. Однак вони також застосовуються до будь-яких інших рідин та газів, зокрема також до повітря.