Архимедийн хууль: нээлтийн түүх, даммигийн үзэгдлийн мөн чанар. Хөвөгч хүч

АРХИМЕДИЙН ХУУЛЬШингэн ба хийн статикийн хууль, үүний дагуу шингэнд (эсвэл хий) дүрсэн биед биеийн эзэлхүүн дэх шингэний жинтэй тэнцэх хөвөх хүч үйлчилдэг.

Усанд живсэн биед тодорхой хүч үйлчилдэг гэдгийг хүн бүр сайн мэддэг: хүнд бие нь хөнгөн болдог - жишээлбэл, усанд ороход бидний бие. Гол мөрөн эсвэл далайд сэлж байхдаа та маш хүнд чулууг ёроолын дагуу хялбархан өргөж, хөдөлгөж чадна - бидний газар дээр өргөх боломжгүй; ижил үзэгдэл нь ямар нэг шалтгаанаар халим эрэг дээр угааж байх үед ажиглагддаг - амьтан усан орчноос гадуур хөдөлж чадахгүй - жин нь булчингийн тогтолцооны чадвараас давсан байдаг. Үүний зэрэгцээ хөнгөн жинтэй бие нь усанд дүрэхийг эсэргүүцдэг: жижиг тарвасны хэмжээтэй бөмбөгийг живүүлэх нь хүч чадал, ур чадвар шаарддаг; Хагас метр диаметртэй бөмбөгийг дүрэх боломжгүй байх магадлалтай. Бие яагаад хөвдөг (мөн өөр нэг живдэг) нь түүнд дүрсэн биед үзүүлэх шингэний нөлөөтэй нягт холбоотой байдаг гэсэн асуултын хариулт нь ойлгомжтой юм; Хөнгөн биетүүд хөвж, хүнд нь живдэг гэсэн хариултанд сэтгэл хангалуун байж чадахгүй: ган хавтан нь мэдээжийн хэрэг усанд живэх болно, гэхдээ хэрэв та түүнээс хайрцаг хийвэл тэр хөвж болно; Гэсэн хэдий ч түүний жин өөрчлөгдөөгүй. Шингэний талаас живсэн биед үйлчлэх хүчний мөн чанарыг ойлгохын тулд энгийн жишээг авч үзэхэд хангалттай (Зураг 1).

Ирмэгтэй шоо аусанд дүрж, ус болон шоо хоёулаа хөдөлгөөнгүй байна. Хүнд шингэн дэх даралт нь гүнтэй харьцуулахад нэмэгддэг нь мэдэгдэж байгаа бөгөөд шингэний өндөр багана нь суурин дээр илүү хүчтэй дарах нь тодорхой юм. Энэ даралт нь зөвхөн доошоо төдийгүй хажуу тийш, дээшээ ижил эрчимтэйгээр үйлчилдэг нь хамаагүй бага (эсвэл огт илэрхий биш) - энэ бол Паскалийн хууль юм.

Хэрэв бид шоо дээр ажиллаж буй хүчийг авч үзвэл (Зураг 1), дараа нь илэрхий тэгш хэмийн улмаас эсрэг талын нүүрэн дээр ажиллаж буй хүчнүүд тэнцүү бөгөөд эсрэг чиглэлд чиглэсэн байдаг - тэд кубыг шахахыг оролддог боловч түүний тэнцвэр, хөдөлгөөнд нөлөөлж чадахгүй. . Дээд болон доод нүүрэнд үйлчилдэг хүчнүүд хэвээр байна. Болъё h- нүүрний дээд хэсгийг дүрэх гүн; r- шингэний нягтрал; g- таталцлын хурдатгал; дараа нь дээд нүүрний даралт нь тэнцүү байна

r· g · h = p 1

ба доод талд

r· g(h+a)= х 2

Даралтын хүч нь даралтыг талбайгаар үржүүлсэнтэй тэнцүү, i.e.

Ф 1 = х 1 · а\ up122, Ф 2 = х 2 · а\ up122 , хаана а- шоо ирмэг,

болон хүч чадал Ф 1 нь доош чиглэсэн ба хүч Ф 2 - дээш. Тиймээс шоо дээрх шингэний үйлдэл нь хоёр хүч болж буурдаг. Ф 1 ба Ф 2 бөгөөд тэдгээрийн зөрүүгээр тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь хөвөх хүч юм.

Ф 2 – Ф 1 =r· g· ( h+a)а\ up122 - р га· а 2 = pga 2

Доод ирмэг нь дээд ирмэгийн доор байрладаг бөгөөд дээш чиглэсэн хүч нь доош чиглэсэн хүчнээс их байдаг тул хүч нь хөвөх чадвартай. Хэмжээ Ф 2 – Ф 1 = pga 3 нь биеийн эзэлхүүнтэй тэнцүү (шоо) а 3-ыг нэг шоо см шингэний жингээр үржүүлнэ (хэрэв бид 1 см-ийг уртын нэгжээр авбал). Өөрөөр хэлбэл хөвөх хүчийг ихэвчлэн нэрлэдэг Архимедийн хүч, биеийн эзэлхүүн дэх шингэний жинтэй тэнцүү бөгөөд дээш чиглэсэн байна. Энэ хуулийг дэлхийн хамгийн агуу эрдэмтдийн нэг эртний Грекийн эрдэмтэн Архимед бий болгосон.

Хэрэв дурын хэлбэрийн бие (зураг 2) шингэний дотор эзлэхүүнийг эзэлдэг В, дараа нь шингэний биед үзүүлэх нөлөө нь биеийн гадаргуу дээр тархсан даралтаар бүрэн тодорхойлогддог бөгөөд энэ даралт нь биеийн материалаас бүрэн хамааралгүй гэдгийг бид тэмдэглэж байна - ("шингэн юу хийх нь хамаагүй. дээр дар").

Биеийн гадаргуу дээр үүссэн даралтын хүчийг тодорхойлохын тулд эзэлхүүнээс оюун санааны хувьд арилгах хэрэгтэй Вөгөгдсөн бие болон энэ эзэлхүүнийг ижил шингэнээр дүүргэнэ (сэтгэцийн хувьд). Нэг талаас, эзэлхүүний дотор, нөгөө талаас, тайван байдалд байгаа шингэнтэй хөлөг онгоц байдаг В- өгөгдсөн шингэнээс бүрдэх бие бөгөөд энэ бие нь өөрийн жин (шингэн нь хүнд) болон эзэлхүүний гадаргуу дээрх шингэний даралтын нөлөөн дор тэнцвэрт байдалд байна. В. Биеийн эзэлхүүн дэх шингэний жин тэнцүү байдаг тул pgVба үр дүнгийн даралтын хүчээр тэнцвэржүүлсэн бол түүний утга нь эзэлхүүн дэх шингэний жинтэй тэнцүү байна В, өөрөөр хэлбэл pgV.

Сэтгэцийн хувьд урвуу орлуулалтыг хийснээр - эзлэхүүн дээр байрлуулна Вөгөгдсөн бие болон энэхүү орлуулалт нь эзэлхүүний гадаргуу дээрх даралтын хүчний хуваарилалтад нөлөөлөхгүй гэдгийг тэмдэглэв В, бид дүгнэж болно: тайван байдалд байгаа хүнд шингэнд дүрэгдсэн биед өгөгдсөн биеийн эзэлхүүн дэх шингэний жинтэй тэнцүү дээш чиглэсэн хүч (Архимедийн хүч) үйлчилдэг.

Үүний нэгэн адил, хэрэв биеийг шингэнд хэсэгчлэн дүрвэл Архимедийн хүч нь биеийн дүрсэн хэсгийн эзэлхүүн дэх шингэний жинтэй тэнцүү болохыг харуулж болно. Хэрэв энэ тохиолдолд Архимедийн хүч нь жинтэй тэнцүү бол бие нь шингэний гадаргуу дээр хөвдөг. Хэрэв бүрэн дүрэх үед Архимедийн хүч биеийн жингээс бага байвал живэх нь ойлгомжтой. Архимед "өвөрмөц таталцал" гэсэн ойлголтыг нэвтрүүлсэн. g, өөрөөр хэлбэл Бодисын нэгж эзэлхүүн дэх жин: g = хуудас; Хэрэв бид үүнийг усны хувьд гэж үзвэл g= 1, дараа нь материйн хатуу биет g> 1 живэх ба хэзээ g < 1 будет плавать на поверхности; при g= 1 Бие нь шингэн дотор хөвж болно. Эцэст нь хэлэхэд, Архимедийн хууль нь агаарт (бага хурдтай амарч байх үед) бөмбөлгүүдийн зан үйлийг тодорхойлдог болохыг бид тэмдэглэж байна.

Владимир Кузнецов

Архимедийн хууль бол шингэн ба хийн статикийн хууль бөгөөд үүний дагуу шингэн (эсвэл хий) дотор дүрсэн биед биеийн эзэлхүүн дэх шингэний жинтэй тэнцэх хөвөх хүч үйлчилдэг.

Суурь

"Эврика!" ("Олдсон!") - Энэ бол хэлмэгдүүлэлтийн зарчмыг нээсэн эртний Грекийн эрдэмтэн, гүн ухаантан Архимедийн хийсэн домогт хэлсэн үг юм. Домогт өгүүлснээр бол Сиракузын хаан II Херон сэтгэгчээс титэм нь хааны титмийг гэмтээхгүйгээр шижир алтаар хийсэн эсэхийг тодорхойлохыг хүссэн байдаг. Архимедийн титэмийг жинлэх нь тийм ч хэцүү биш байсан ч энэ нь хангалтгүй байсан - цутгасан металлын нягтыг тооцоолж, цэвэр алт мөн эсэхийг тодорхойлохын тулд титмийн эзэлхүүнийг тодорхойлох шаардлагатай байв. Дараа нь, домогт өгүүлснээр, Архимед титэмний хэмжээг хэрхэн тодорхойлох талаар бодолд автаж, ваннд орж, ванны усны түвшин нэмэгдсэнийг гэнэт анзаарав. Дараа нь эрдэмтэн түүний биеийн эзэлхүүн нь ижил хэмжээний усыг нүүлгэж байгааг ойлгосон тул титэм нь ирмэг хүртэл дүүргэсэн сав руу буулгавал түүний эзэлхүүнтэй тэнцэх хэмжээний усыг нүүлгэн шилжүүлэх болно. Асуудлыг шийдэх гарц олдсон бөгөөд домогт өгүүлдэг хамгийн түгээмэл хувилбарын дагуу эрдэмтэн ялалтаа хааны ордон руу тайлагнахаар гүйж, хувцаслах ч санаа зовсонгүй.

Гэсэн хэдий ч үнэн нь үнэн юм: хөвөх хүчний зарчмыг нээсэн хүн бол Архимед юм. Хэрэв хатуу биетийг шингэнд дүрвэл шингэнд дүрсэн биеийн хэсгийн эзэлхүүнтэй тэнцэх хэмжээний шингэнийг нүүлгэн шилжүүлнэ. Өмнө нь нүүлгэн шилжүүлсэн шингэнд үйлчилж байсан даралт одоо түүнийг нүүлгэн шилжүүлсэн хатуу биед үйлчилнэ. Хэрэв босоо тэнхлэгт дээш чиглэсэн хөвөх хүч нь биеийг босоо байдлаар доош татах таталцлын хүчнээс их байвал бие нь хөвөх болно; эс бөгөөс живэх болно (живэх). Ярьж байна орчин үеийн хэл, биеийн дундаж нягт нь дүрж буй шингэний нягтаас бага байвал хөвдөг.

Архимедийн хууль ба молекул кинетик онол

Амралттай шингэнд хөдөлгөөнт молекулуудын нөлөөгөөр даралт үүсдэг. Тодорхой хэмжээний шингэнийг нүүлгэн шилжүүлэх үед хатуу бие, молекулуудын мөргөлдөөний дээш чиглэсэн импульс нь биеэс нүүлгэн шилжүүлсэн шингэний молекулууд дээр биш харин бие дээр унах бөгөөд энэ нь доороос түүнд үзүүлж буй даралтыг тайлбарлаж, шингэний гадаргуу руу түлхэж өгдөг. Хэрэв бие нь шингэнд бүрэн дүрэгдсэн бол хөвөх хүч түүн дээр үргэлжлүүлэн ажиллах болно, учир нь даралт нь гүн нэмэгдэх тусам нэмэгдэж, биеийн доод хэсэг нь хөвөх хүч болох дээд хэсгээс илүү их даралтанд өртдөг. үүсдэг. Энэ бол молекулын түвшинд хөвөх хүчний тайлбар юм.

Энэхүү түлхэх загвар нь уснаас хамаагүй нягт гангаар хийсэн хөлөг онгоц яагаад хөвж байдгийг тайлбарладаг. Усан онгоцны нүүлгэн шилжүүлсэн усны хэмжээ нь усанд живсэн гангийн эзэлхүүн дээр усан шугамын доорх хөлөг онгоцны их бие дотор агуулагдах агаарын эзэлхүүнтэй тэнцүү байна. Хэрэв бид их биений бүрхүүл ба түүний доторх агаарын нягтыг дунджаар тооцвол хөлөг онгоцны нягт (бие махбодийн хувьд) усны нягтралаас бага байдаг тул үр дүнд нь хөвөх хүч түүнд нөлөөлдөг. Усны молекулуудын цохилтын дээд импульс нь дэлхийн таталцлын хүчнээс өндөр болж, хөлөг онгоцыг ёроол руу татаж, хөлөг онгоц хөвж байна.

Томъёо ба тайлбар

Усанд живсэн биед тодорхой хүч үйлчилдэг гэдгийг хүн бүр сайн мэддэг: хүнд бие нь хөнгөн болдог - жишээлбэл, усанд ороход бидний бие. Гол мөрөн эсвэл далайд сэлж байхдаа та газар дээр өргөх боломжгүй маш хүнд чулууг ёроолын дагуу хялбархан өргөж, хөдөлгөж чадна. Үүний зэрэгцээ хөнгөн жинтэй бие нь усанд дүрэхийг эсэргүүцдэг: жижиг тарвасны хэмжээтэй бөмбөгийг живүүлэх нь хүч чадал, ур чадвар шаарддаг; Хагас метр диаметртэй бөмбөгийг дүрэх боломжгүй байх магадлалтай. Бие яагаад хөвдөг (мөн өөр нэг живдэг) нь түүнд дүрсэн биед үзүүлэх шингэний нөлөөтэй нягт холбоотой байдаг гэсэн асуултын хариулт нь ойлгомжтой юм; Хөнгөн биетүүд хөвж, хүнд нь живдэг гэсэн хариултанд сэтгэл хангалуун байж чадахгүй: ган хавтан нь мэдээжийн хэрэг усанд живэх болно, гэхдээ хэрэв та түүнээс хайрцаг хийвэл тэр хөвж болно; Гэсэн хэдий ч түүний жин өөрчлөгдөөгүй.

Гидростатик даралт байгаа нь шингэн эсвэл хий доторх аливаа биед хөвөх хүчийг үүсгэдэг. Шингэн дэх энэ хүчний утгыг анх Архимед туршилтаар тогтоосон. Архимедийн хуулийг дараах байдлаар томъёолсон болно. шингэн эсвэл хийд дүрсэн бие нь биеийн усанд дүрсэн хэсэгт шилжсэн шингэн эсвэл хийн хэмжээний жинтэй тэнцэх хөвөх хүчний үйлчлэлд өртдөг.

Томъёо

Шингэн дотор дүрсэн биед үйлчлэх Архимедийн хүчийг дараах томъёогоор тооцоолж болно. Ф A = ρ f gVБаасан,

Энд ρl нь шингэний нягт,

g - чөлөөт уналтын хурдатгал,

Vpt нь шингэнд дүрсэн биеийн хэсгийн эзэлхүүн юм.

Шингэн эсвэл хий дотор байрлах биеийн төлөв байдал нь таталцлын модулиуд Ft ба энэ биед үйлчилдэг Архимед хүчний FA хоорондын хамаарлаас хамаарна. Дараах гурван тохиолдол байж болно.

1) Ft > FA – бие нь живдэг;

2) Ft = FA – бие нь шингэн эсвэл хийд хөвдөг;

3) Фт< FA – тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.

Мөн статик хий.

Нэвтэрхий толь бичиг YouTube

• 1 / 5

  Архимедийн хуулийг дараах байдлаар томъёолсон: шингэн (эсвэл хий) -д дүрсэн биед шингэний (эсвэл хий) жингийн жинтэй тэнцэх хөвөх хүч үйлчилдэг. Хүч гэж нэрлэдэг Архимедийн хүчээр:

  F A = ​​ρ g V , (\displaystyle (F)_(A)=\rho (g)V,)

  Хаана ρ (\displaystyle \rho)- шингэний нягтрал (хий), g (\displaystyle (g))нь чөлөөт уналтын хурдатгал, ба V (\displaystyle V)- биеийн живсэн хэсгийн эзэлхүүн (эсвэл гадаргуугийн доор байрлах биеийн эзэлхүүний хэсэг). Хэрэв бие гадаргуу дээр хөвж байвал (дээш доошоо жигд хөдөлж байвал) хөвөх хүч (мөн Архимедийн хүч гэж нэрлэдэг) нь шингэний (хий) эзэлхүүн дэх хүндийн хүчний хэмжээтэй тэнцүү (мөн чиглэлийн эсрэг) байна. биед шилжсэн бөгөөд энэ эзлэхүүний хүндийн төвд хэрэглэнэ.

  Бие нь шингэнээр бүрэн хүрээлэгдсэн (эсвэл шингэний гадаргуутай огтлолцох) байх ёстой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Жишээлбэл, Архимедийн хуулийг савны ёроолд байрладаг, ёроолд нь герметик хүрч байгаа шоонд хэрэглэх боломжгүй.

  Хийн, жишээлбэл агаарт байгаа биеийн хувьд өргөх хүчийг олохын тулд шингэний нягтыг хийн нягтаар солих шаардлагатай. Жишээлбэл, гелийн нягт нь агаарын нягтаас бага байдаг тул гелийн бөмбөлөг дээшээ нисдэг.

  Архимедийн хуулийг тэгш өнцөгт биеийн жишээн дээр гидростатик даралтын зөрүүг ашиглан тайлбарлаж болно.

  P B − P A = ρ g h (\displaystyle P_(B)-P_(A)=\rho gh) F B − F A ='ρ g h S = ρ g V , (\displaystyle F_(B)-F_(A)=\rho ghS=\rho gV,)

  Хаана П А, П Б- цэг дээрх даралт АТэгээд Б, ρ - шингэний нягт, h- онооны хоорондох түвшний зөрүү АТэгээд Б, С- биеийн хэвтээ хөндлөн огтлолын талбай, В- биеийн дүрсэн хэсгийн эзэлхүүн.

  Онолын физикт Архимедийн хуулийг мөн интеграл хэлбэрээр ашигладаг.

  F A = ​​∬ S p d S (\displaystyle (F)_(A)=\iint \limits _(S)(p(dS)))),

  Хаана S (\displaystyle S) - гадаргуугийн талбай, p (\displaystyle p)- дур зоргоороо цэг дээр даралт, интеграл нь биеийн бүх гадаргуу дээр явагддаг.

  Таталцлын орон байхгүй, өөрөөр хэлбэл жингүйдлийн үед Архимедийн хууль ажиллахгүй. Сансрын нисэгчид энэ үзэгдлийг нэлээд сайн мэддэг. Ялангуяа тэг таталцлын үед (байгалийн) конвекцийн үзэгдэл байдаггүй тул жишээлбэл, агаар хөргөх, амьдрах тасалгааны агааржуулалт. сансрын хөлөгшүтэн бишрэгчид хүчээр үйлдвэрлэсэн.

  Ерөнхий дүгнэлт

  Архимедийн хуулийн тодорхой аналог нь бие болон шингэн (хий) дээр өөр өөр үйлчилдэг хүчний аль ч талбарт эсвэл жигд бус талбарт хүчинтэй байдаг. Жишээлбэл, энэ нь инерцийн хүчний талбарыг хэлдэг (жишээлбэл, төвөөс зугтах хүч) - төвөөс зугтах нь үүн дээр суурилдаг. Механик бус шинж чанартай талбайн жишээ: вакуум дахь диамагнит материал нь өндөр эрчимтэй соронзон орны бүсээс бага эрчимтэй бүс рүү шилждэг.

  Дурын хэлбэртэй биед зориулсан Архимедийн хуулийг гарган авах

  Гүн дэх шингэний гидростатик даралт h (\displaystyle h)Байна p = ρ g h (\displaystyle p=\rho gh). Үүний зэрэгцээ бид авч үздэг ρ (\displaystyle \rho)шингэн ба таталцлын талбайн хүч тогтмол утгууд, А h (\displaystyle h)- параметр. Тэг биш эзэлхүүнтэй дурын хэлбэртэй биеийг авъя. Зөв ортонормаль координатын системийг танилцуулъя O x y z (\displaystyle Oxyz), мөн векторын чиглэлтэй давхцахаар z тэнхлэгийн чиглэлийг сонгоно g → (\displaystyle (\vec (g))). Бид шингэний гадаргуу дээр z тэнхлэгийн дагуу тэгийг тогтооно. Биеийн гадаргуу дээрх энгийн хэсгийг сонгоцгооё d S (\displaystyle dS). Энэ нь биед чиглэсэн шингэний даралтын хүчээр үйлчилнэ. d F → A = − p d S → (\displaystyle d(\vec (F))_(A)=-pd(\vec (S))). Биед үйлчлэх хүчийг авахын тулд гадаргуу дээрх интегралыг авна.

  F → A = − ∫ S p d S → = − ∫ S ρ g h d S → = − ρ g ∫ S h d S → = ∗ − ρ g ∫ V g r a d (h) d V = ∗ ∗ − ρ g ∫ V z d V = − ρ g e → z ∫ V d V = (ρ g V) (− e → z) (\displaystyle (\vec (F))_(A)=-\int \limits _(S)(p) \,d(\vec (S)))=-\int \limits _(S)(\rho gh\,d(\vec (S)))=-\rho g\int \limits _(S)( h\,d(\vec (S)))=^(*)-\rho g\int \limits _(V)(grad(h)\,dV)=^(**)-\rho g\int \limits _(V)((\vec (e))_(z)dV)=-\rho g(\vec (e))_(z)\int \limits _(V)(dV)=(\ rho gV)(-(\vec (e))_(z)))

  Гадаргуугийн интегралаас эзлэхүүний интеграл руу шилжихдээ бид Остроградский-Гаусын ерөнхий теоремыг ашигладаг.

  ∗ h (x, y, z) = z; ∗ ∗ g r a d (h) = ∇ h = e → z (\displaystyle ()^(*)h(x,y,z)=z;\quad ^(**)grad(h)=\nabla h=( \vec (e))_(z))

  Архимедийн хүчний модуль тэнцүү болохыг бид олж мэдэв ρ g V (\displaystyle \rho gV), мөн энэ нь тал руу чиглэсэн, эсрэг чиглэлтаталцлын талбайн хүч чадлын вектор.

  Өөр нэг үг хэллэг (хаана ρ t (\displaystyle \rho _(t))- биеийн нягтрал, ρ s (\displaystyle \rho _(s))- дүрж буй орчны нягтрал).

  Шингэн эсвэл хий дэх даралтын хэмжээ нь биеийг живүүлэх гүнээс хамаарах нь шингэн эсвэл хийд дүрсэн аливаа биед үйлчилдэг хөвөх хүч (эсвэл Архимедийн хүч) үүсэхэд хүргэдэг.

  Архимедийн хүч нь үргэлж таталцлын хүчний эсрэг чиглэгддэг тул шингэн эсвэл хий дэх биеийн жин нь вакуум дахь биеийн жингээс үргэлж бага байдаг.

  Архимедийн хүчний хэмжээг Архимедийн хуулиар тодорхойлно.

  

  Хууль нь эртний Грекийн нэрээр нэрлэгдсэн эрдэмтэн Архимед,МЭӨ 3-р зуунд амьдарч байсан.

  

  Гидростатикийн үндсэн хуулийг нээсэн нь эртний шинжлэх ухааны хамгийн том ололт юм. Архимед өөрийн хуулиа хэрхэн нээсэн тухай домгийг та аль хэдийн мэддэг байх магадлалтай: "Нэг өдөр Сиракузаны хаан Хиеро түүнийг дуудаж хэлэв .... Дараа нь юу болсон бэ? ...

  Архимедийн хуулийг тэрээр "Хөвөгч биетүүдийн тухай" зохиолдоо анх дурдсан байдаг. Архимед хэлэхдээ: "Энэ шингэнд дүрсэн шингэнээс илүү хүнд биетүүд ёроолд нь хүртлээ живэх ба шингэнд дүрсэн биеийн эзэлхүүнтэй тэнцэх хэмжээний шингэний жингээр хөнгөн болно. ”

  Архимедийн хүчийг тодорхойлох өөр нэг томъёо:

  

  Шингэнд дүрсэн биеийг бүхэлд нь ёроолд нь шахахад Архимедийн хүч тэгтэй тэнцүү байдаг нь сонирхолтой юм.

  ШИНГЭН (БУЮУ ХИЙ) ДАХЬ БИЕИЙН ЖИН

  Вакуум дахь биеийн жин Po = мг.
  Хэрэв бие нь шингэн эсвэл хийд дүрэгдсэн бол
  Тэр P = Po - Fa = Po - Pzh

  Шингэн эсвэл хийд дүрсэн биеийн жин нь биед үйлчлэх хөвөх хүчний хэмжээгээр багасдаг.

  Эсвэл өөр:

  Шингэн юмуу хийд дүрсэн бие нь нүүлгэн шилжүүлсэн шингэнийнхээ жингийн хэмжээгээр жингээ хасдаг.

  НОМЫН ТЭЭВЭР

  ГАРЧ БАЙНА

  Усанд амьдардаг организмын нягт нь усны нягтралаас бараг ялгаагүй тул тэдэнд хүчтэй араг яс хэрэггүй!

  

  Загас биеийнхээ дундаж нягтыг өөрчилснөөр шумбах гүнээ зохицуулдаг. Үүнийг хийхийн тулд тэд зөвхөн булчингаа агшаах эсвэл тайвшруулах замаар сэлэлтийн давсагны хэмжээг өөрчлөх хэрэгтэй.

  Египетийн эргийн ойролцоо гайхалтай фагак загас байдаг. Аюул ойртох нь фагакийг хурдан ус залгихад хүргэдэг. Үүний зэрэгцээ хүнсний бүтээгдэхүүний хурдан задрал нь загасны улаан хоолойд ихээхэн хэмжээний хий ялгаруулдаг. Хий нь зөвхөн улаан хоолойн идэвхтэй хөндийг төдийгүй түүнд наалдсан сохор ургамлыг дүүргэдэг. Үүний үр дүнд фагакийн бие маш их хавдаж, Архимедийн хуулийн дагуу усан сангийн гадаргуу дээр хурдан хөвдөг. Энд тэрээр биеэс нь ялгарах хий арилах хүртэл дээш доош унжсан усанд сэлж байна. Үүний дараа таталцал нь түүнийг усан сангийн ёроолд буулгаж, доод замагны дунд хоргодох болно.

  

  Чилим (усны хүрэн) цэцэглэсний дараа усан дор хүнд жимс үүсгэдэг. Эдгээр жимс нь маш хүнд тул ургамлыг бүхэлд нь ёроол руу чирч чадна. Гэсэн хэдий ч энэ үед гүн усанд ургасан чилимд навчны иш дээр хаван гарч, шаардлагатай өргөх хүчийг өгч, живдэггүй.

  Оюутнуудын судалсан анхны физик хуулиудын нэг ахлах сургууль. Ямар ч насанд хүрсэн хүн физикээс хичнээн хол байсан ч энэ хуулийг дор хаяж ойролцоогоор санаж байна. Гэхдээ заримдаа яг тодорхой тодорхойлолт, томъёолол руу буцаж, энэ хуулийн мартагдсан нарийн ширийн зүйлийг ойлгох нь ашигтай байдаг.

  Архимедийн хууль юу гэж хэлдэг вэ?

  Эртний Грекийн эрдэмтэн усанд орж байхдаа өөрийн алдартай хуулиа нээсэн гэсэн домог байдаг. Архимед амсар хүртэл усаар дүүргэсэн саванд шумбаж, ус асгарч байгааг анзаарч, нээлтийн мөн чанарыг тэр дор нь томьёолжээ.

  Бодит байдал дээр нөхцөл байдал өөр байсан бөгөөд нээлтийн өмнө урт хугацааны ажиглалт хийсэн байх магадлалтай. Гэхдээ энэ нь тийм ч чухал биш, учир нь ямар ч тохиолдолд Архимед дараах загварыг олж чадсан.

  • аливаа шингэн рүү ороход бие ба объектууд нэг дор хэд хэдэн олон чиглэлтэй хүчийг мэдэрдэг боловч тэдгээрийн гадаргуутай перпендикуляр чиглэсэн байдаг;
  • эдгээр хүчний эцсийн вектор нь дээш чиглэсэн байдаг тул тайван байдалд байгаа шингэнд байгаа аливаа объект эсвэл бие түлхэлтийг мэдэрдэг;
  • Энэ тохиолдолд хөвөх хүч нь тухайн объектын эзэлхүүн ба шингэний нягтын үржвэрийг чөлөөт уналтын хурдатгалаар үржүүлбэл олж авах коэффициенттэй яг тэнцүү байна.

  Тиймээс Архимед шингэнд дүрсэн бие нь өөрийнх нь эзэлхүүнтэй тэнцэх хэмжээний шингэнийг нүүлгэн шилжүүлдэг болохыг тогтоожээ. Хэрэв биеийн зөвхөн хэсэг нь шингэнд дүрвэл шингэнийг нүүлгэн шилжүүлэх бөгөөд түүний эзэлхүүн нь зөвхөн дүрсэн хэсгийн эзэлхүүнтэй тэнцүү байх болно.

  Үүнтэй ижил зарчим нь хийнүүдэд хамаарна - зөвхөн энд биеийн эзэлхүүн нь хийн нягттай хамааралтай байх ёстой.

  Та физик хуулийг арай энгийнээр томъёолж болно - шингэн эсвэл хийнээс объектыг түлхэж буй хүч нь усанд живэх үед энэ биетийн нүүлгэн шилжүүлсэн шингэн эсвэл хийн жинтэй яг тэнцүү байна.

  Хууль нь дараахь томъёогоор бичигдсэн болно.

  
  

  Архимедийн хуулийн ач холбогдол юу вэ?

  Эртний Грекийн эрдэмтний нээсэн загвар нь энгийн бөгөөд бүрэн ойлгомжтой юм. Гэхдээ үүний зэрэгцээ түүний ач холбогдол Өдөр тутмын амьдралхэтрүүлэн дүгнэж болохгүй.

  Биеийг шингэн, хийгээр түлхэх мэдлэгийн ачаар бид голын болон далайн хөлөг онгоц, түүнчлэн агаарын хөлөг, агаарын бөмбөлөг зэргийг барьж чадна. Хүнд металлын хөлөг онгоцнууд нь Архимедийн хууль, үүнээс үүдэлтэй олон үр дагаврыг харгалзан үздэг тул живдэггүй - тэдгээр нь усны гадаргуу дээр хөвж, живэхгүй байхаар бүтээгдсэн байдаг. Аэронавтик нь ижил төстэй зарчмаар ажилладаг - тэд агаарын хөвөх чадварыг ашигладаг бөгөөд нислэгийн явцад илүү хөнгөн болдог.