Gaya buoyancy

Hayu urang ngalakukeun percobaan basajan: nyandak bal karét inflated saeutik tur "imbedded" dina cai. Mun jero immersion téh malah 1-2 méter, éta gampang pikeun nempo yén volume na diréduksi, nyaéta on sadaya sisi bola bakal crimp sababaraha gaya. Hal ieu biasana ngomong yén aya "kaliru" tekanan hydrostatic - KOMUNITAS pasukan fisik anu nimpah cairan cicing immersed awak. pasukan Hydrostatic nimpah awak tina sagala sisi, sarta resultant maranéhanana, dipikawanoh salaku gaya Archimedes, masih disebut ejection atomna arah pangaruh na kana awak immersed dina cairan mangrupa.

Archimedes kapanggih hukum na murni eksperimen, sarta leresan teoritis na waited pikeun ampir 2.000 taun saméméh Pascal kapanggih hukum hydrostatics pikeun cairan cicing. Numutkeun hukum ieu, tekanan ti dikirimkeun ngaliwatan cairan dina sakabéh arah paduli wewengkon di mana eta tindakan dina sagala planes bounding cairanana, jeung nilaina sabanding jeung beungeut P jeung S sapanjang thereto normal. Pascal dibuka tur dipariksa hukum on pangalaman dina 1653. Ceuk manéhna, dina beungeut awak immersed dina cairanana on sadaya sisi ku tekanan hydrostatic.

Nganggap yén wadah cai dina bentuk awak immersed kubus jero H pikeun L - jarak ti beungeut cai kana beungeut luhur. Nalika ieu nurunkeun wates nyaéta pikeun jero H + L. Véktor gaya F1, anu nimpah nyanghareupan luhur diarahkeun ka handap jeung F1 = r * g * H * S, mana r - dénsitas cair, g - akselerasi gravitasi.

Gaya vektor F2, exerted dina pesawat handap ka luhur, jeung nilaina dirumuskeun ku F2 = r * g * (H + L) * S.

The vektor tina gaya anu nimpah surfaces samping saling saimbang, jadi salajengna kaasup ti tinimbangan. Buoyancy gaya F2> F1 jeung diarahkeun ti handap ka luhur, jeung nu napel na beungeut handap cukang. Nangtukeun nilai F na:

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

Catet yén L * S - .. Dupi volume kubus V, sarta m ka r * g = p ngagambarkeun unit weight cairan, mangka beurat rumus gaya Archimedean nangtukeun volume cairan sarua jeung volume cukang, i.e. Ieu persis beurat cairan lunta ku awak. Éta metot ngobrol ngeunaan prinsip Archimedes ' mungkin ngan keur lingkungan, di mana aya gaya gravitasi - dina kaayaan weightlessness, hukum teu jalan. Tungtungna, rumus hukum Archimedes nyaéta saperti kieu:

F = p * V, dimana p - cairan graviti husus.

gaya Archimedean bisa ngawula minangka dasar pikeun analisis awak buoyancy. Kaayaan pikeun analisis nyaeta babandingan awak beurat sarat PM na PF cair beurat ku polumeu sarua jeung volume di immersed kana awak cair. Mun PM = Px, awak ngambang di cairanana, jeung lamun Pr> PF, anu sinks awak. Upami teu kitu, awak emerges salaku gaya buoyant sarua beurat bagian recessed nu ejected awak cai.

Prinsip Archimedes 'sarta pamakéan na ngabogaan sajarah panjang dina téhnologi, dimimitian ku conto klasik tina pamakéan sadaya dipikawanoh sarta fasilitas pikeun balon na airships ngambang. Didieu deui maén peran nu gas nujul ka kaayaan zat anu mangrupa simulates rada cairan. Ku kituna, di lingkungan hawa pikeun sagala obyek gaya buoyancy akting Akın sarua jeung di cairanana. Usaha kahiji pikeun ngalakonan hiber balon hawa nyandak Montgolfier baraya - aranjeunna kaeusi balon kalayan haseup haneut, supaya beurat hiji tawanan dina balon hawa éta kirang ti beurat volume sarua hawa tiis. Ieu cukang lantaran anu angkat, sarta nilaina ieu ditetepkeun minangka bédana dina beurat ti dua jilid. A pamutahiran salajengna éta balon burner, anu mayeng heats hawa jero balon teh. Ieu jelas yen rentang gumantung panjang burner kana. Engké dina airships dipaké pikeun ngeusian gas ku graviti husus kirang ti éta tina hawa.