Noste

Tehdään yksinkertaisella kokeella: ottaa vähän liioiteltu kumipallo ja "pukea" veteen. Jos upotussyvyys on jopa 1-2 metriä, on helppo nähdä, että sen tilavuus on pienentynyt, eli puolelta pallo purista hieman voimaa. Se on yleensä sanottu, että on olemassa "syylliseksi" hydrostaattinen paine - fyysinen voimat paikallaan nesteitä upotettu elin. Hydrostaattinen voimat rungon joka puolelta, ja niiden tuloksena, joka tunnetaan nimellä Arkhimedeen voima, edelleen kutsutaan sinkoutuminen, joka vastaa suuntaa sen vaikutus kehoon upotettu nesteeseen.

Arkhimedes löysi lakia puhtaasti kokeellista, ja sen teoreettinen perustelu odotti lähes 2000 vuotta ennen Pascal löysi lain hydrostatics kiinteissä nestettä. Tämän lain mukaan, paine välitetään nesteen kaikkiin suuntiin riippumatta alueen, johon se vaikuttaa kaikkiin tasoihin rajaava neste, ja sen arvo on suhteessa pinta-P ja S pitkin normaali siihen. Pascal avata ja tarkastaa laissa kokemusta 1653. Hänen mukaansa pinnalla kehon nesteeseen upotetun puolelta hydrostaattinen paine.

Oletetaan, että alus veden muodossa elin upotetaan kuutio syvyys H L - etäisyys veden pinnasta yläpinnan. Kun tämä alaraja on syvyys H + L. Voimavektori F1, joka vaikuttaa yläsivu on suunnattu alaspäin ja F1 = r * g * H * S, jossa r - nesteen tiheys, g - kiihtyvyys painovoiman.

Vektori F2, joka kohdistuu alemman tason ylöspäin, ja sen arvo saadaan F2 = r * g * (H + L) * S.

Vektorit voimat sivupinnoille keskenään tasapainossa, niin tämän jälkeen jättää käsittelemättä. Nosteen F2> F1 ja ohjataan alhaalta ylös, ja kiinnitetty alapinnan kuution. Määritellä sen arvo F:

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

Huomaa, että L * S - .. Onko kuution tilavuus V, ja m r * g = p on nesteen painon yksikkö, sitten kaavan paino Arkhimedeen voiman määrää nesteen tilavuuden yhtä suuri tilavuus kuution, ts Juuri paino syrjäytyneen nesteen elimistöön. On mielenkiintoista puhua Arkhimedeen lakiin on mahdollista vain ympäristöä, jossa on painovoima - olosuhteissa painottomuuden, laki ei toimi. Lopuksi, kaava lain Arkhimedeen on seuraava:

F = p * V, jossa p - neste ominaispaino.

Arkhimedeen voima voi toimia perustana analyysiin nostekappaleet. Edellytys analyysi on painon suhde rungon ladattu Pm ja Pf paino neste, jonka tilavuus on yhtä suuri kuin tilavuus upotetaan nesteeseen elin. Jos Pm = Px, kehon kelluu nestettä, ja jos Pr> Pf, kehon uppoaa. Muuten, runko nousee nosteen yhtä suuri kuin painon ulos syvennetyn osan vesistön.

Arkhimedeen lakiin ja sen käyttö on pitkä historia teknologian aloittaen klassinen esimerkki käyttää kaikkia tunnettuja ja kelluvat tilat ilmapalloja ja ilmalaivat. Tässä se ollut merkitystä, että kaasun viittaa olomuoto, joka on varsin nestettä simuloi. Siten, ilmassa ympäristön mihin tahansa objektiin nosteen voima muistuttaa sama kuin nesteessä. Ensimmäiset yritykset suorittaa ilma ilmapallolentoa otti Montgolfierin veljekset - ne on täytetty ilmapallo lämpimällä savua, niin että paino vanki ilmapallo oli pienempi kuin paino sama tilavuus kylmää ilmaa. Tämä oli syy hissi, ja sen arvo määriteltiin ero painon kaksi osaa. Toinen parannus oli ilmapalloja poltin, joka jatkuvasti lämmittää ilmaa ilmapallo. On selvää, että alue riippuu pituudesta polttimen. Myöhemmin ilmalaivojen, joita täytetään kaasu, jonka ominaispaino on pienempi kuin ilman.