כוח ארכימדס

ארכימדס Genius גדלתי במשפחה של המתמטיקה, קיבל חינוך מעולה אלכסנדריה וחי כל חייו בעיר הסיציליאנית סירקיוז. הוא הפך מייסד המכניקה תיאורטית, עבד בהצלחה על הבעיה של מציאת שטח הפנים והנפח של צורות וגופים שונים. לעתים קרובות מזכירות את המשפט המפורסם שלו, "תן לי מקום לעמוד ואני יעביר את כדור הארץ!" וגם קריאה "אאוריקה!" כשפקח את החוק, על שמו שמו. אבל, בנוסף, הוא היה מדען מצטיין בתחום הגיאומטריה ומכניקה, והישגי ההנדסה שלו היו רעיונות אומץ דוריו מדהימים ותוצאות נהדרות. הוא בנה מעוט עם vysokopritselnym לזרוק במערכת המנגנון שלה בלוק-זרוע מאפשר להרים את הספינה מעל פני המים, והם המציאו solntseotrazhayuschih מראה גוש שרוף הצי הרומי במהלך המצור של סירקיוז.

בין תגליות אחרות המתחבר היסטוריה עם שם של מדען מבריק זה בפיסיקה יישאר לנצח את כוח ארכימדס. ממצא זה היה קשור לצרכים מעשיים: החובה לבדוק את כנות תכשיטנים, לעשות כתר למלך Hiero השנייה. מה שמכונה יום הסגולי, היה ידוע היטב גם בימים אלה, אך כיצד לקבוע את כמות מוצר כזה מורכב, זה לא היה ברור. מקרא קישורי העיקרון קשה לפתוח ארכימדס עם לקיחת מדעני אמבטיה. מהות התגלית נעוצה בעובדה כי הגוף בנוזל פועל כוח עילוי של ארכימדס, שהגדרתה נשואה תשומת לב מיוחדת של מעצבים של טכניקות שהחייה, מכשירים עובדים נוזלים, מתחת למים, כמו גם חפצי האווירונאוטיקה - בלונים, חלליות, ספינות אוויר, וכו ' .

הניסוח הקלאסי של החוק קובע כי הציפה שווה למשקל של נוזל כי מחליף גוף שקוע בה. תחת סימני נוסחא הגדרה זו קלה מאוד: אם אנו מניחים כי הנפח של גוף השקוע בתוך נוזל שווה O, ואת שיעור הנוזלים - p, אז המוצר שלהם הוא כוח ארכימדס הרצוי. הנוסחה לחישוב שלה כתוב כדלקמן:

F = p * אודות

לעתים קרובות זה מפתה למבחן עיקרון ארכימדס ביחס גזים - יותר מדי צפיפות שונה של נוזל וגז. יש ספקנים ניסוי פשוט למדי. בשנת אגרוף, עם מקום פינוי אוויר במאזני כדור גדול, למשל, זכוכית, משקולות מתכת כדי לאזן אותו.

אז, באוויר המשקל של הכדור הוא מאוזן במשקל של המשקולות יכול לכתוב את המשוואה Pm = Pr מרוצה, כי דברים מאוזנים. אם בתחילה להניח כי עיקרון ארכימדס תקף, אז המשקל על הכדור ואת הכוח של ארכימדס FSH ו- FG, ולאחר מכן את מצב שיווי המשקל ניתן לשכתב:

Pm = Rsh1 - FSH ו- Pr = WG1 - FG שבו Rsh1 WG1 ומשקל הכדור ואת משקל ואקום. אז שנמשיך כמו לימד בבית הספר: Rsh1 - PN = WG1 - FG, שבו Rsh1 = WG1 - FG + פוטושופ = WG1 + (F w - FG).

עכשיו אנחנו צריכים - הצורך לחשוף את תוכנו של כוחות הציפה את הכדור ומשקלות: PN = p * אוש פ.י. = p * Gr.

הפיכת ערכי ההחלפה של כוחות הציפה בביטוי עבור Rsh1.

= Rsh1 WG1 - FG + PN = WG1 + (p * אוש - p * GR) = WG1 + p * (OSH - עוז).

לבסוף, אנו מגיעים למשקל של כדור בביטוי חלול אשר, לאור העובדה אוש> עוג, לא מותיר ספק: המשקל של כדור בריק משקל רב יותר במשקל, למרות באוויר והם מאוזנים: Rsh1 = WG1 + p * (אוש - עוג ).

הסיבה למסקנה זו היא כי כוח ארכימדס תלוי המשקל הסגולי של האוויר ואת הנפח של כדור. במקרה זה, לבדוק מסקנה זו היא פשוטה מאוד - יש צורך לשאוב את האוויר מחוץ לקופסא. אם תעשה זאת, אתה יכול באופן אישי לוודא כי החוק הוא החוק, וזה נעשה בכל מקום ובכל זמן - הן נוזל וב הגז. ההוכחה לכך מושמט, משקולות איזון בעבר, כדור.

התקן, שעצם קיומה - הפגנה מתמשכת של עיקרון ארכימדס על כל צורותיה, היא צוללת. תקנה של כלי שיט המשקל למימוש כל אפשרויות הנסיעה באמצעות טנקים ניטלים - דוגמא חיה של השימוש בפועל היא תגליות עתיקות מאוד בתנאים מודרניים.