Archimédész elve

Szerkesztõink átnézik az Ön által beküldötteket, és megállapítják, hogy módosítják-e a cikket.

Archimédész elvét, az úszás fizikai törvénye, amelyet az ókori görög matematikus és feltaláló, Archimedes fedezett fel, kijelentve, hogy bármely testet, amely nyugalmi állapotban folyadékba (gázba vagy folyadékba) teljesen vagy részben belemerült, egy felfelé irányuló vagy felhajtó erő hat, amelynek nagysága egyenlő a test által kiszorított folyadék tömegével. Az elmozdított folyadék térfogata megegyezik a folyadékba teljesen elmerült tárgy térfogatával, vagy a folyadékban részlegesen elmerült tárgy térfogatának azon részével. A folyadék kiszorított részének tömege megegyezik a felhajtóerő nagyságával. A folyadékban vagy gázban úszó testre ható felhajtóerő nagyságrendileg egyenértékű az úszó tárgy tömegével és ellentétes az irányával; a tárgy nem emelkedik és nem süllyed. Például egy vízre bocsátott hajó elsüllyed az óceánba, amíg az általa kiszorított víz tömege éppen meg nem egyezik a saját súlyával. A hajó betöltésekor mélyebbre süllyed, több vizet kiszorítva, és így a felhajtó erő nagysága folyamatosan megegyezik a hajó és rakományának súlyával.

Ha egy tárgy súlya kisebb, mint a kiszorított folyadék súlya, akkor a tárgy emelkedik, mint például a víz felszíne alatt felszabaduló fatömb vagy a levegőben elengedett héliummal töltött léggömb esetében. A kiszorított folyadék mennyiségénél nehezebb tárgy, bár felszabadulva süllyed, látszólagos súlyvesztesége megegyezik az elmozdított folyadék tömegével. Valójában bizonyos pontos méréseknél korrekciót kell végrehajtani a környező levegő felhajtó hatásának kompenzálása érdekében.

Mi vezetett oda, hogy Archimédész felfedezte elvét?

Heiron II, Syracuse királyának tiszta aranykoronát készítettek, de úgy gondolta, hogy a koronagyártó becsaphatta és használhatott ezüstöt. Heiron arra kérte Archimédest, hogy derítse ki, hogy a korona tiszta arany-e. Archimédész egy tömeg aranyat és egy ezüstöt vett el, mindkettő súlya megegyezik a koronával. Teltig töltött egy edényt vízzel, beletette az ezüstöt, és megtudta, mennyi vizet kiszorított az ezüst. Újra megtöltötte az edényt, és betette az aranyat. Az arany kevesebb vizet szorított ki, mint az ezüst. Ezután betette a koronát, és megállapította, hogy az több vizet szorított ki, mint az arany, ezért ezüsttel keveredett. Archimédész felfedezte elvét, amikor látta, hogy a fürdőkádjában a víz felemelkedik, miközben bejut, és hogy meztelenül rohan ki az Eureka! („Megtaláltam!”) Vélhetően a történet későbbi díszítésének számít.

Mi az Archimédész elve?

A folyadékban lévő nyugalmi testre egy felfelé toló erő hat, amelyet úszó erőnek hívnak, amely megegyezik a test által kiszorított folyadék tömegével. Ha a test teljesen el van merülve, a kiszorított folyadék térfogata megegyezik a test térfogatával. Ha a test csak részben merül el, az elmozdított folyadék térfogata megegyezik a test elmerült részének térfogatával.

Mire használják Archimédész elvét?

Archimédész elve nagyon hasznos egy olyan objektum térfogatának kiszámításához, amelynek nincs szabályos alakja. A furcsa alakú tárgy víz alá merülhet, és az elmozdított folyadék térfogata megegyezik a tárgy térfogatával. Használható egy tárgy sűrűségének vagy fajsúlyának kiszámításához is. Például a víznél sűrűbb tárgy esetében a tárgy levegőben mérhető, majd vízbe merülve lemérhető. Amikor az objektum víz alá merül, a súlya a felfelé tolódó felhajtóerő miatt kisebb. A tárgy fajsúlya ekkor az objektum levegőben lévő súlya elosztva azzal, hogy az objektum mennyi súlyt veszít, ha vízbe helyezik. De ami a legfontosabb, az elv leírja bármely test viselkedését bármilyen folyadékban, legyen az akár egy hajó a vízben, vagy egy léggömb a levegőben.

Mi a képlete a felhajtó erőnek?

A felhajtóerő (B) megegyezik annak a folyadéknak a tömegével (W), amelyet a test ebben a folyadékban kiszorít. A W súlyt a folyadék sűrűségében (D) lehet megírni, mint W = DVg, ahol V az elmozdított folyadék térfogata, g pedig 9,8 méter másodpercenként másodpercenként, a gyorsulás értéke A föld gravitációja.

A lendületes erőt, amely mindig ellenzi a gravitációt, ennek ellenére a gravitáció okozza. A folyadék nyomása a mélységgel növekszik a fenti folyadék (gravitációs) súlya miatt. Ez a növekvő nyomás olyan erőt fejt ki a merülő tárgyra, amely a mélységgel növekszik. Az eredmény felhajtóerő.