Принцип Архімеда просто пояснював відеоексперименти
Що потрібно?
- Чаша води
- монета
- Алюмінієва фольга
Що я повинен зробити?
Побудуйте з алюмінієвої фольги невеликий корабель і покладіть на нього монету. Хоча монета пішла б без алюмінієвої фольги, вона плаває на алюмінієвому човні.
Що трапилось? Пояснення Архімедового принципу
Фізично пояснення або принцип Архімеда такий: плавучість тіла в середовищі така ж велика, як і вага середовища, витісненого тілом. Його називають середовищем, оскільки принцип Архімеда застосовується не тільки до рідин, але і до газів.
Принцип Архімеда говорить, що монета, вагою десять грамів, наприклад, повинна витіснити більше десяти грамів води, щоб вона плавала. Алюмінієвий човен допомагає монеті досягти цього. Тоді плавучість або так звана сила плавучості перевищує вагу монети (та алюмінію).
Архімедівський принцип у повсякденному житті: Більша глибина на Ельбі
Згідно з принципом Архімеда, судно вагою 100 тонн плаває, коли витісняє більше 100 тонн води. На цьому ґрунтується наступний ефект, наприклад: Один літр солоної води має більшу щільність, ніж один літр прісної води (і, отже, "важчий" з однаковим об'ємом). Коли корабель заходить на Ельбу з Північного моря, у нього раптом стає більше осаду, тому що корабель повинен витіснити туди більше води, щоб плавати.
Під густиною тіла розуміють масу цього тіла в певному обсязі. Якщо тіло має меншу щільність, ніж навколишнє середовище, воно відчуває плавучість і плаває. Якщо предмет має більшу щільність, він загине. Стан суспензії виникає, коли тіло має абсолютно однакову щільність. Це також добре демонструє фізичний міні-експеримент з трьома яйцями.
Підводні човни мають резервуари, які наповнюються водою під час занурення та повітрям із балонів зі стисненим повітрям при наплавленні. Це змінює середню щільність підводного човна, що призводить до більшої або меншої плавучості. Плавальний міхур деяких морських тварин працює за тим самим принципом і може наповнити їх газами, зв’язаними в крові.
Принцип Архімеда в газах
Відкриття знаменитого грецького Архімеда також працює з газами. Все літає, що має меншу щільність, ніж повітря. Всі речі, що мають однакову щільність, що й повітря, і предмети з більшою щільністю залишаються на землі (див. Чайний мішок злітає). Архімед жив приблизно з 287 по 212 рік до нашої ери і вважається одним із перших фізиків в історії людства.
Подальші експерименти за принципом Архімеда
Іграшки-фізики за принципом Архімеда
Міні-експеримент за принципом Архімеда №1: Плаваюче яйце
Іншим експериментом, який добре ілюструє принцип Архімеда, є експеримент «Плаваюче яйце». Для цього ви берете склянку, кладете в неї яйце і наповнюєте склянку водою. У другу склянку ви кладете воду і кілька ложок солі. Мета полягає в тому, щоб поступово додавати у воду достатню кількість солі і тим самим збільшувати її щільність настільки, що яйце спочатку плаває і - якщо хочете - з часом також плаває. На фотографії показано, як це все зрештою виглядає. У першому випадку без солі сила плавучості менше сили ваги. У другому випадку сила плавучості точно така ж, як сила ваги - у вас плаває яйце - а в третьому випадку сила плавучості більша, ніж сила ваги.
Міні-експеримент на принципі Архімеда №2:
Кубики льоду в склянці води
Припустимо, у вас є склянка з кубиком льоду і наповнити її до краю водою. Що відбувається, коли лід тане? Скло переповнене чи ні? Це питання особливо цікаве у зв'язку з парниковим ефектом: Якою мірою змінюється рівень моря, коли полярні крижані шапки насправді тануть? Якщо ви спробуєте, то виявите, що скло НЕ переливається. Лід, який плаває в морі, наприклад, в Арктиці (Північний полюс), не змінює рівень моря. Звичайно, інакше йдеться про лід, який знаходиться на суші, тане і впадає в море, наприклад, в Антарктиді.
Принцип Архімеда або те, як корабель плаває на "нічому"
Шоу фізики в університеті Бонна показує, як алюмінієвий корабель плаває на "нічому". Насправді газом у скляній ємності є гексафторид сірки, який має набагато вищу щільність, ніж повітря.
Завантажуючи відео, ви приймаєте політику конфіденційності YouTube.
Вивчайте більше