Τύποι και εξήγηση του Αρχιμήδη Νόμου (+ παράδειγμα πρόβλημα)

Ο νόμος του Αρχιμήδη είναι F = ρ.V.g. Η έννοια αυτού του νόμου είναι ότι ένα αντικείμενο που βυθίζεται σε ένα υγρό θα βιώσει μια ανοδική δύναμη ίση με το βάρος του υγρού που εκτοπίζεται από το αντικείμενο.

Πώς μπορεί ένα πλοίο με τόσο βαρύ φορτίο να μπορεί να επιπλέει στον ωκεανό; Αυτή η ερώτηση θα απαντηθεί όταν καταλαβαίνετε τις αρχές του νόμου του Αρχιμήδη. Το παρακάτω είναι μια εξήγηση της έννοιας του νόμου του Αρχιμήδη και παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων που σχετίζονται με το νόμο του Αρχιμήδη.

Ιστορία του Αρχιμήδη Νόμου

Ξέρετε ποιος είναι ο Αρχιμήδης; Τι είχε ανακαλύψει ο Αρχιμήδης στην εποχή του;

Μια μέρα ο Αρχιμήδης ζήτησε από τον Βασιλιά Ιερόν Β 'να ερευνήσει εάν το χρυσό στέμμα του ήταν αναμεμειγμένο με ασήμι ή όχι. Ο Αρχιμήδης σκέφτηκε σοβαρά αυτό το θέμα. Μέχρι να αισθανθεί πολύ κουρασμένος και έπεσε στο δημόσιο λουτρό γεμάτο νερό.

Στη συνέχεια, παρατήρησε ότι υπήρχε νερό που χύνεται στο πάτωμα και αμέσως βρήκε την απάντηση. Σηκώθηκε στα πόδια του και έτρεξε μέχρι το σπίτι εντελώς γυμνό. Όταν έφτασε στο σπίτι φώναξε στη σύζυγό του, "Eureka! Εύρηκα! " που σημαίνει "έχω βρει! Βρήκα! " Τότε έφτιαξε το νόμο του Αρχιμήδη.

Μέσα από την ιστορία του Αρχιμήδη, μπορούμε να δούμε ότι η αρχή του νόμου του Αρχιμήδη αφορά τη δύναμη ανύψωσης ή πλευστότητας πάνω σε ένα ρευστό (υγρό ή αέριο) πάνω σε ένα αντικείμενο. Έτσι, με τη δύναμη πλευστότητας ενός υγρού αντικειμένου, αντικείμενα διαφορετικών τύπων, λόγω του ότι έχουν διαφορετική πυκνότητα, έχουν διαφορετική δύναμη πλευστότητας. Αυτό έκανε τον Αρχιμήδη ικανό να απαντήσει σε ερωτήσεις του βασιλιά και να αποδείξει ότι το στέμμα του Βασιλιά Ιερώνα Β τυφλώθηκε από ένα μείγμα χρυσού και αργύρου.

Κατανόηση του νόμου του Αρχιμήδη

Σχετικές εικόνες

Ο νόμος του Αρχιμήδη αναφέρει:

Ένα αντικείμενο που είναι μερικώς ή πλήρως βυθισμένο σε ένα υγρό θα βιώσει μια ανοδική δύναμη ίση με το βάρος του υγρού που μετατοπίζεται από το αντικείμενο.

Η έννοια της λέξης που μεταφέρεται στον ήχο του νόμου του Αρχιμήδη είναι ο όγκος του υγρού που ξεχειλίζει, πιέζεται έτσι ώστε να φαίνεται σαν να υπάρχει αύξηση του όγκου όταν ένα αντικείμενο βυθίζεται σε υγρό.

Η ποσότητα υγρού που κινείται / πιέζεται έχει όγκο ίσο με τον όγκο του αντικειμένου που βυθίζεται / βυθίζεται στο υγρό. Έτσι, σύμφωνα με τον Αρχιμήδη Νόμο, η δύναμη πλευστότητας (Fa) έχει τιμή ίση με το βάρος του υγρού (wf) που μετατοπίζεται.

Τύποι νόμου του Αρχιμήδη

Η εφαρμογή του νόμου του Αρχιμήδη είναι πολύ χρήσιμη σε πολλές ζωές, όπως ο προσδιορισμός πότε ένα υποβρύχιο επιπλέει, αιωρείται ή βυθίζεται. Λοιπόν, εδώ είναι οι βασικές αρχές του τύπου του Αρχιμήδη.

Διαβάστε επίσης: 16 Ισλαμικά βασίλεια στον κόσμο (ΠΛΗΡΕΣ) + Επεξήγηση

Όταν ένα αντικείμενο βρίσκεται σε υγρό, ο όγκος του υγρού μεταφέρεται ίσος με τον όγκο του αντικειμένου που βρίσκεται στο υγρό. Εάν ο όγκος του υγρού που μεταφέρεται είναι V και η πυκνότητα του ρευστού (μάζα ανά μονάδα όγκου) είναι ρ, τότε η μάζα του ρευστού που μεταφέρεται είναι:

m = ρ.V

Η ποσότητα βάρους του υγρού που μεταφέρεται είναι

w = m.g = ρ.V.g

Σύμφωνα με την αρχή του Αρχιμήδη, το μέγεθος της δύναμης συμπίεσης προς τα πάνω είναι ίσο με το βάρος του αντικειμένου που κινείται:

Fa = w = ρ.V.g

Εάν ένα σύστημα είναι σε ισορροπία, μπορεί να διατυπωθεί

Φα = β

ρf.Vbf.g = ρb.Vb.g

ρf.Vbf = ρb.Vb

Πληροφορίες:

m = μάζα (kg)

ρ = πυκνότητα (kg / m3)

V = όγκος (m3)

Fa = πλευστότητα (N)

g = επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (m / s2)

wf = βάρος αντικειμένου (N)

ρf = πυκνότητα υγρού (kg / m3)

Vbf = όγκος αντικειμένου που βυθίζεται σε υγρό (m3)

ρb = πυκνότητα αντικειμένου (kg / m3)

Vb = όγκος αντικειμένου (m3)

Πλωτή, Πλωτή και Νεροχύτης

Εάν ένα αντικείμενο βυθίζεται σε υγρό ή υγρό, τότε υπάρχουν 3 δυνατότητες, δηλαδή float, float και sink.

Αιωρούμενο αντικείμενο

Ο νόμος των αρχιμήδων της πλωτής ύλης

Ένα αντικείμενο σε ένα υγρό επιπλέει εάν η πυκνότητα του αντικειμένου είναι μικρότερη από την πυκνότητα του υγρού (ρb <ρf). Όταν ένα αντικείμενο επιπλέει, μόνο μέρος του όγκου του αντικειμένου βυθίζεται στο υγρό, ενώ το άλλο μέρος βρίσκεται πάνω από την επιφάνεια του νερού σε κατάσταση πλωτής. Έτσι, ο όγκος του αντικειμένου διαιρείται στον όγκο του αντικειμένου που βυθίζεται και στον όγκο του αντικειμένου που κυμαίνεται.

Vb = Vb '+ Vbf

Fa = ρf.Vbf.g

Δεδομένου ότι μόνο ένα μέρος βυθίζεται σε ένα υγρό, ισχύει η εξίσωση για την ανοδική δύναμη με τη βαρύτητα:

ρf.Vbf = ρb.Vb

Πληροφορίες:

Vb '= όγκος αντικειμένων που επιπλέουν (m3)

Vbf = όγκος αντικειμένου που βυθίζεται σε ρευστό (m3)

Vb = όγκος ολόκληρου του αντικειμένου (m3)

Fa = πλευστότητα (N)

ρf = πυκνότητα του υγρού (kg / m3)

g = βαρύτητα (m / s2)

Αιωρούμενα αντικείμενα

Ο νόμος του Αρχιμήδη για πλωτά αντικείμενα

Τα αντικείμενα σε υγρό επιπλέουν όταν η πυκνότητα του αντικειμένου είναι η ίδια με την πυκνότητα του υγρού (ρb = ρf). Το πλωτό αντικείμενο θα βρίσκεται μεταξύ της επιφάνειας του υγρού και του πυθμένα του δοχείου.

Δεδομένου ότι η πυκνότητα αντικειμένων και υγρών είναι η ίδια, τότε:

FA = ρf.Vb.g = ρb.Vb.g

Πληροφορίες:

Fa = πλευστότητα (N)

ρf = πυκνότητα του υγρού (kg / m3)

ρb = πυκνότητα αντικειμένου (kg / m3)

Vb = όγκος αντικειμένου (m3)

g = βαρύτητα (m / s2)

Βυθισμένο αντικείμενο

Ο νόμος του Αρχιμήδη για βύθιση αντικειμένων

Όταν η πυκνότητα του αντικειμένου είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα ενός υγρού (ρb> ρf), τότε το αντικείμενο θα βυθιστεί και θα είναι στο κάτω μέρος του σκάφους. Εφαρμόσιμος νόμος:

Fa = wu - wf

Σε ένα βυθισμένο αντικείμενο, ολόκληρος ο όγκος του αντικειμένου βυθίζεται σε νερό, οπότε ο όγκος του νερού που μετατοπίζεται είναι ίσος με τον συνολικό όγκο του αντικειμένου. Με αυτό παίρνουμε τη σχέση της εξίσωσης δύναμης ανύψωσης με το αντικείμενο βύθισης μέσω της σχέσης μάζας.

Διαβάστε επίσης: Πώς να γράψετε κριτικές βιβλίων και παραδείγματα (Βιβλία φαντασίας και μη φαντασίας)

ρf.Vb = mu - mf

Πληροφορίες:

Fa = πλευστότητα (N)

wu = βάρος αντικειμένου στον αέρα / πραγματικό βάρος (N)

wf = βάρος αντικειμένου σε υγρό (N)

g = βαρύτητα (m / s2)

Vb = συνολικός όγκος αντικειμένου (m3)

ρf = πυκνότητα νερού (kg / m3)

mu = μάζα στον αέρα (kg)

mf = μάζα σε υγρό (kg)

Παραδείγματα προβλημάτων του Αρχιμήδη

Παράδειγμα Πρόβλημα 1

Η πυκνότητα του θαλασσινού νερού είναι 1025 kg / m3, υπολογίστε τον όγκο του βράχου που βυθίζεται στο θαλασσινό νερό εάν το βάρος του θαλασσινού νερού που μετατοπίζεται από τον βράχο είναι 2 Newton!

Είναι γνωστό :

ρf = 1025 kg / m3

wf = 2 Ν

g = 9,8 m / s2

Ζήτησε: V πέτρα. . . ;

Απάντηση:

Βάρος θαλάσσιου νερού: w = m.g

Πλευστότητα: Fa = ρf. σολ. Vbf

Το βάρος του χυμένου νερού είναι ίσο με την πλευστότητα του βράχου, ώστε να μπορεί να γραφτεί

w = Φα

w = ρf.g.Vb

2 = 1025. (9.8). Vb

2 = 10.045.Vb

Vb = 10.045 / 2

Vb = 1,991 x 10-4 m3 = 199,1 cm3

Έτσι ο όγκος του βυθισμένου βράχου είναι 199,1 cm3

Παράδειγμα Πρόβλημα 2

Ένα αντικείμενο ζυγίζει 500 Ν στον αέρα. Προσδιορίστε την πυκνότητα του αντικειμένου εάν το βάρος του αντικειμένου στο νερό είναι 400 N και η πυκνότητα του νερού είναι 1.000 kg / m3!

Είναι γνωστό :

wu = 500 Β

wf = 400 Β

ρa = 1000 Kg / m3

Ζητήθηκε: ρb;

Απάντηση:

Fa = wu - wf

Fa = 500 N - 400 Β

Fa = 100 Ν

ρb / ρf = wu / Fa

ρb / 1000 = 500/100

100 ρb = 500.000

ρb = 500.000 / 100

ρb = 5.000 kg / m3

Έτσι η πυκνότητα του αντικειμένου είναι 5.000 kg / m3

Παράδειγμα Πρόβλημα 3

Προσδιορίστε την πυκνότητα του φελλού εάν το 75% του όγκου του φελλού βυθίζεται σε νερό και η πυκνότητα του νερού είναι 1 γραμμάριο / cm3!

Είναι γνωστό :

ρf = 1 gr / cm3

Vf = 0,75 Vg

Ζητείται: ρg. . . ;

Απάντηση:

ρg.Vg = ρf.Vf

ρg.Vg = 1. (0.75Vg)

ρg = 0,75 gr / cm3

Έτσι, η πυκνότητα του φελλού είναι 0,75 gr / cm3

Παράδειγμα Πρόβλημα 4

Ένα μπλοκ έχει πυκνότητα 2.500 kg / m3 και όταν βρίσκεται στον αέρα ζυγίζει 25 Newtons. Προσδιορίστε το βάρος του μπλοκ στο νερό εάν η πυκνότητα του νερού είναι 1000 kg / m3 και η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας είναι 10 m / s2!

Είναι γνωστό :

ρb = 2.500 kg / m3

wu = 25 Β

ρf = 1000 kg / m3

Ζήτησε: wf;

Απάντηση:

ρb / ρf = wu / Fa

(2500) / (1000) = 25 / Φα

2,5 Fa = 25

Fa = 25 / 2.5

Fa = 10 Ν

Όταν ένα αντικείμενο βυθίζεται, ισχύει:

Fa = wa-wf

10 = 25 - wf

wf = 25-10

wf = 15 Ν

Έτσι, το βάρος του μπλοκ στο νερό είναι 15 Newtons

Αναφορά: Εύρηκα! Η Αρχιμήδη Αρχή

Πρόσφατες δημοσιεύσεις

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found