Δύναμη άνωσης

Ας κάνουμε ένα απλό πείραμα: να πάρει λίγο φουσκωμένα μπάλα από καουτσούκ και «ενσωματωμένη» στο νερό. Αν το βάθος βύθισης είναι ακόμη 1-2 μέτρα, είναι εύκολο να δούμε ότι ο όγκος του μειώνεται, δηλαδή, από όλες τις πλευρές η μπάλα θα πτύχωση κάποια δύναμη. Είναι συνήθως είπε ότι υπάρχουν «ένοχοι» υδροστατική πίεση - μια φυσική δυνάμεις που επενεργούν στο στάσιμο υγρά βυθισμένο σώμα. Υδροστατικές δυνάμεις που ενεργούν πάνω στο σώμα από όλες τις πλευρές, και την προκύπτουσα τους, που είναι γνωστή ως η δύναμη Αρχιμήδη, εξακολουθεί να ονομάζεται το εκβολής, το οποίο αντιστοιχεί στην κατεύθυνση της επίδρασης της στο σώμα βυθίζεται σε ένα ρευστό.

Αρχιμήδης ανακάλυψε δίκαιο του αμιγώς πειραματικά, και η θεωρητική δικαιολόγηση της περίμενε για σχεδόν 2.000 χρόνια πριν από Pascal ανακάλυψε το νόμο της υδροστατικής για σταθερές υγρές. Σύμφωνα με αυτό το νόμο, η πίεση μεταδίδεται μέσω του υγρού σε όλες τις κατευθύνσεις ανεξάρτητα από την περιοχή στην οποία επενεργεί σε όλους τους αεροπλάνα οριοθετούν το υγρό, και η αξία της είναι ανάλογη προς την επιφάνεια Ρ και S κατά μήκος της κανονικής αυτής. Pascal ανοίξει και να ελέγχεται το νόμο για την εμπειρία στο 1653. Σύμφωνα με τον ίδιο, στην επιφάνεια ενός σώματος βυθισμένο στο υγρό από όλες τις πλευρές από την υδροστατική πίεση.

Ας υποθέσουμε ότι το δοχείο με νερό με τη μορφή ενός σώματος βυθισμένο κύβο βάθος Η έως L - απόσταση από την επιφάνεια του νερού στην άνω επιφάνεια. Όταν αυτό το κάτω όριο είναι για ένα βάθος Η + L. Ο φορέας δύναμη F1, που ενεργεί επί της ανώτερης επιφάνειας κατευθύνεται προς τα κάτω και F1 = r * g * H * S, όπου το r - πυκνότητα υγρού, g - επιτάχυνση της βαρύτητας.

Η F2 διάνυσμα δυνάμεως, που εξασκείται επί του κάτω επιπέδου προς τα επάνω, και η αξία του δίδεται από F2 = r * g * (Η + L) * S.

Οι φορείς των δυνάμεων που επενεργούν επί πλευρικές επιφάνειες αμοιβαία ισορροπημένη, αποκλείονται έτσι στη συνέχεια από την εξέταση. Άνωση δύναμη F2> F1 και κατευθύνεται από κάτω προς τα πάνω, και που συνδέονται με την κάτω επιφάνεια του κύβου. Ορίστε την αξία του F:

F = F2 - F1 = r * g * (Η + L) * S - R * g * H * S = r * g * L * S

Σημειώστε ότι η L * S - .. Είναι το όγκο ενός κύβου V, και m για να r * g = ρ αντιπροσωπεύει τη μονάδα βάρους του υγρού, τότε το βάρος τύπου του Αρχιμήδη δύναμης καθορίζει ο όγκος του υγρού ίσος με τον όγκο του κύβου, δηλ Αυτό ακριβώς είναι το βάρος του υγρού που μετατοπίζεται από το σώμα. Είναι ενδιαφέρον να μιλάμε για την αρχή του Αρχιμήδη είναι δυνατή μόνο για το περιβάλλον, όπου υπάρχει η δύναμη της βαρύτητας - σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, ο νόμος δεν λειτουργεί. Τέλος, ο τύπος του νόμου του Αρχιμήδη, έχει ως εξής:

F = p * V, όπου το ρ - υγρό ειδικού βάρους.

Αρχιμήδη δύναμη μπορεί να χρησιμεύσει ως βάση για την ανάλυση των σωμάτων πλευστότητας. Η προϋπόθεση για την ανάλυση είναι ο λόγος του βάρους σώματος φορτωμένο Pm και Pf βάρους υγρού με όγκο ίσο με τον όγκο της βυθισμένης στο υγρό σώμα. Εάν Pm = Px, το σώμα που επιπλέει στο υγρό, και αν Pr> Pf, οι νεροχύτες σώμα. Διαφορετικά, το σώμα αναδύεται ως η άνωση ισούται με το βάρος του εκτινασσόμενου τμήματος σε εσοχή του σώματος νερού.

αρχή του Αρχιμήδη και η χρήση του έχει μια μακρά ιστορία στον τομέα της τεχνολογίας, ξεκινώντας με το κλασικό παράδειγμα της χρήσης όλων των γνωστών και των πλωτών εγκαταστάσεων σε αερόστατα και αερόπλοια. Εδώ έπαιξε ένα ρόλο που αφορά το φυσικό αέριο σε μια κατάσταση της ύλης που είναι αρκετά ρευστό προσομοιώνει. Έτσι, στο περιβάλλον αέρα με οποιαδήποτε δύναμη άνωσης αντικείμενο που ενεργεί συγγενές ίδια όπως στο υγρό. Οι πρώτες προσπάθειες για τη διεξαγωγή της πτήσης με αερόστατο έγινε Αδελφοί Μονγκολφιέ - γέμιζαν ένα μπαλόνι με ζεστό καπνό, έτσι ώστε το βάρος ενός κρατουμένου σε ένα αερόστατο ήταν μικρότερο από το βάρος του ίδιου όγκου του κρύου αέρα. Αυτή ήταν η αιτία του ανελκυστήρα, και η τιμή του ορίστηκε ως η διαφορά στο βάρος των δύο τόμους. Μία περαιτέρω βελτίωση ήταν μπαλόνια καυστήρα, ο οποίος θερμαίνει συνεχώς τον αέρα στο εσωτερικό του μπαλονιού. Είναι σαφές ότι το εύρος εξαρτάται από το μήκος του καυστήρα. Αργότερα αερόπλοια χρησιμοποιείται για την πλήρωση ενός αερίου με ένα ειδικό βάρος μικρότερο από εκείνο του αέρα.