Закон Архимеда. Условия плавания тел

 

На тело, погруженное в жидкость, кроме силы тяжести, действует выталкивающая сила - сила Архимеда. Жидкость давит на все грани тела, но давление это неодинаков. Ведь нижняя грань тела погружена в жидкость больше, чем верхняя, а давление с глубиной возрастает. То есть сила, действующая на нижнюю грань тела, будет больше, чем сила, действующая на верхнюю грань. Поэтому возникает сила, которая пытается вытолкнуть тело из жидкости.

Значение архимедовой силы зависит от плотности жидкости и объема той части тела, которая находится непосредственно в жидкости. Сила Архимеда действует не только в жидкостях, но и в газах.

Закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа в объеме тела. Для того чтобы рассчитать силу Архимеда, необходимо перемножить плотность жидкости, объем части тела, погруженное в жидкость, и постоянную величину g.


На тело, которое находится внутри жидкости, действуют две силы: сила тяжести и сила Архимеда. Под действием этих сил тело может двигаться. Существует три условия плавания тел:

  • если сила тяжести больше архимедовой силы, тело будет тонуть, опускаться на дно.
     
  • если сила тяжести равна силе Архимеда, то тело может находиться в равновесии в любой точке жидкости, тело плавает внутри жидкости.
     
  • если сила тяжести меньше архимедовой силы, тело будет всплывать, подниматься вверх.

    Эти условия можно записать для плотности жидкости и тела:
     
  • если плотность тела больше плотности жидкости, тело будет тонуть, опускаться на дно.
     
  • если плотность тела равна плотности жидкости, то тело может находиться и равновесии в любой точке жидкости, тело плавает внутри жидкости.
     
  • если плотность тела меньше плотности жидкости, тело будет всплывать, подниматься вверх.

Кит, хотя и живет в воде, но дышит легкими. Несмотря на наличие легких, кит не проживет и часа, если случайно окажется на суше. Сила тяжести, действующая на кита, достигает 90 000-100 0000 ньютонов. В воде эта сила уравновешивается выталкивающей силой, а на суше у кита под действием такой огромной силы сжимаются кровеносные сосуды, прекращается дыхание, и он погибает.

Закон Архимеда используют и для воздухоплавания. Впервые воздушный шар в 1783 году создали братья Монгольфье. В 1852 году француз Жиффар создал дирижабль - управляемый аэростат с воздушным рулем и винтом.


Лекция добавлена 27.02.2014 в 17:00:25