Фрагмент из книги “Физика в быту”.
Закон Архимеда
Почему стальные корабли и подводные лодки плавают, а стальной топор тонет? Древнегреческий ученый Архимед сформулировал закон плавания предметов в жидкости: на предмет, погруженный в жидкость или газ действует, выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости или газа
Сделаем опыт. Возьмем в качестве жидкости воду объёмом 2 литра и нальём её в банку с широким горлом. Отметим маркером на банке уровень поверхности воды. Затем положим на поверхность воды деревянный брусок массой 0,2 килограмма. Брусок погрузится в воду на некоторую глубину, при этом уровень воды в банке уровень воды повысится. Отметим маркером новый уровень воды в банке. Вытащим деревянный брусок из воды и дольём в банку воды до новой метки маркером. После этого выльем долитую воду в банку и взвесим её на домашних весах, получим 0, 27 килограмма. Вычислим выталкивающую силу:
Р_В= (масса долитой воды) × 10= 0,27×10= 2,7 Ньютона.
По Международной системе единиц сила измеряется в Ньютонах. Выталкивающая сила приложена к предмету и направлена вертикально вниз. Предмет, положенный на поверхность воды начинает погружаться в воду, так как на него действует сила притяжения к Земле или по-другому она называется сила тяжести, направленная вертикально вниз. Сила тяжести деревянного бруска равна:
Р_Т = (масса деревянного бруска) × 10 =0.2×10 = 2 Ньютона.
Так как выталкивающая сила (Р_В) больше силы тяжести деревянного бруска (Р_Т), то брусок плавает на поверхности воды, частично погрузившись в воду.
Если выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости, то предмет плавает, полностью погрузившись в неё.
В случае если выталкивающая сила меньше веса вытесненной жидкости, то предмет погружается на дно.
Закон Архимеда применим не только для жидкости, но и для газа. Полет воздушного шара обусловлен тем, что объём вытесненного им воздуха меньше силы тяжести оболочки шара.
В практической деятельности человека закон Архимеда использовался задолго, как его сформулировал Архимед. Так, например, по легенде в одной из провинций древней Индии раджа захотел взвесить слона и узнать его вес. Однако во всей провинции не нашлось таких больших весов. Тогда за дело взялся один мудрец. Он погрузил слона в лодку и заметил, на какой уровень погрузилась лодка. Потом выгрузил слона из лодки и погрузил в неё груду камней до той же метки. А затем взвесил каждый камень на весах и полученные данные сложил. Общий вес камней был равен весу слона.
Познавательная
Автор публикации
