Зако́н Архіме́да — основний закон гідростатики та аеростатики, згідно з яким на будь-яке тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витисненої даним тілом рідини (газу) і за напрямом протилежна їй і прикладена у центрі мас витісненого об'єму рідини (газу). Згідно із законом Архімеда вага всякого тіла в повітрі менша за вагу його в пустоті на величину, рівній вазі витісненого повітря.
Відкрив закон видатний давньогрецький математик і механік Архімед.
Якщо сила тяжіння тіла G більша виштовхувальної (Архімедової) сили Р, тобто G > P, то тіло тоне. Якщо G = P, то тіло знаходиться в спокої на тій глибині, на яку воно занурене (плаває). Якщо G< P, то тіло спливає, причому спливання припиниться тоді, коли виштовхувальна сила дорівнюватиме силі тяжіння тіла. Сила тяжіння рідини в об'ємі рівному об'єму зануреної в неї частини тіла називається водовантажністю, а центр ваги цього об'єму — центром водовантажності.
Формула ваги витісненої рідини
де g — прискорення вільного падіння, — густина рідини (газу), V — витіснений об'єм.
Формула сили Архімеда
- ,
де g — прискорення вільного падіння, — густина рідини (газу), V — витіснений об'єм.
Цей закон також допомагає пояснити поведінку тіла частково зануреного у рідину (плаваюче тіло). Тіло, частково занурене у рідину має центр ваги (SC) і центр плавучості (SW). При зміні кута нахилу центр плавучості переміщається і тіло може повернутися у вихідне положення (стабільний стан) або відхилятись повністю (нестійкий стан). Чи буде тіло стійким чи ні, визначає положення метацентру(MC) (див. рис.).
Метацентр — точка перетину осі плавання і вертикальної лінії дії виштовхуючої сили. Вісь плавання — вісь нормальна до площини плавання і проходить через центр тяжіння судна у вихідному його положенні. При невеликих відхиленнях кута положення тіла розміщення метацентру не залежить від кута. Якщо метацентр знаходиться вище від центру ваги тіла, то під впливом пари сил, що виникає, тіло повертається до вихідного стану. Якщо ж метацентр буде знаходитись нижче центру ваги тіла, тіло продовжить відхилятись від стану рівноваги, іншими словами, втратить стійкість. Відрізок від метацентру до центру ваги називається метацентричною висотою. Такі розрахунки проводяться, наприклад, при проектуванні суден. Судна повинні бути сконструйовані таким чином, щоб вони були якнайстійкішими.
Завдяки силі Архімеда виникає природна конвекція. При підвищенні температури рідина розширюється, через це її густина зменшується й архімедова сила, яка діє на виділений об'єм рідини, стає більшою, ніж сила тяжіння. Унаслідок цього нагріта рідина (яка має меншу густину) спливає, а холодна рідина (яка має більшу густину) опускається. Також дані міркування справджуються й для газів.
Див. також
Джерела інформації
- Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
- Левицький Б. Ф., Лещій Н. П. Гідравліка. Загальний курс. — Львів: Світ, 1994. — 264с.
- Константінов Ю. М., Гіжа О. О. Технічна механіка рідини і газу: Підручник.- К.: Вища школа, 2002.-277с.:іл.
- Кулінченко В. Р. Гідравліка, гідравлічні машини і гідропривід: Підручник.-Київ: Фірма «Інкос», Центр навчальної літератури, 2006.-616с.
- Колчунов В. І. Теоретична та прикладна гідромеханіка: Навч. Посібник.-К.:НАУ, 2004.-336с.
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — .
Посилання
- Сила виштовхувальна // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.
Ця стаття потребує додаткових для поліпшення її . (грудень 2015) |
Це незавершена стаття з фізики. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Zako n Arhime da osnovnij zakon gidrostatiki ta aerostatiki zgidno z yakim na bud yake tilo zanurene v ridinu abo gaz diye vishtovhuvalna sila yaka dorivnyuye vazi vitisnenoyi danim tilom ridini gazu i za napryamom protilezhna yij i prikladena u centri mas vitisnenogo ob yemu ridini gazu Zgidno iz zakonom Arhimeda vaga vsyakogo tila v povitri mensha za vagu jogo v pustoti na velichinu rivnij vazi vitisnenogo povitrya Rivnovaga tila sho plavaye na poverhni ridini Povedinka tila chastkovo zanurenogo u ridinu Vidkriv zakon vidatnij davnogreckij matematik i mehanik Arhimed Yaksho sila tyazhinnya tila G bilsha vishtovhuvalnoyi Arhimedovoyi sili R tobto G gt P to tilo tone Yaksho G P to tilo znahoditsya v spokoyi na tij glibini na yaku vono zanurene plavaye Yaksho G lt P to tilo splivaye prichomu splivannya pripinitsya todi koli vishtovhuvalna sila dorivnyuvatime sili tyazhinnya tila Sila tyazhinnya ridini v ob yemi rivnomu ob yemu zanurenoyi v neyi chastini tila nazivayetsya vodovantazhnistyu a centr vagi cogo ob yemu centrom vodovantazhnosti Formula vagi vitisnenoyi ridini P r g V displaystyle P rho gV de g priskorennya vilnogo padinnya r displaystyle rho gustina ridini gazu V vitisnenij ob yem Formula sili Arhimeda F r g V displaystyle F rho gV de g priskorennya vilnogo padinnya r displaystyle rho gustina ridini gazu V vitisnenij ob yem Cej zakon takozh dopomagaye poyasniti povedinku tila chastkovo zanurenogo u ridinu plavayuche tilo Tilo chastkovo zanurene u ridinu maye centr vagi SC i centr plavuchosti SW Pri zmini kuta nahilu centr plavuchosti peremishayetsya i tilo mozhe povernutisya u vihidne polozhennya stabilnij stan abo vidhilyatis povnistyu nestijkij stan Chi bude tilo stijkim chi ni viznachaye polozhennya metacentru MC div ris Metacentr tochka peretinu osi plavannya i vertikalnoyi liniyi diyi vishtovhuyuchoyi sili Vis plavannya vis normalna do ploshini plavannya i prohodit cherez centr tyazhinnya sudna u vihidnomu jogo polozhenni Pri nevelikih vidhilennyah kuta polozhennya tila rozmishennya metacentru ne zalezhit vid kuta Yaksho metacentr znahoditsya vishe vid centru vagi tila to pid vplivom pari sil sho vinikaye tilo povertayetsya do vihidnogo stanu Yaksho zh metacentr bude znahoditis nizhche centru vagi tila tilo prodovzhit vidhilyatis vid stanu rivnovagi inshimi slovami vtratit stijkist Vidrizok vid metacentru do centru vagi nazivayetsya metacentrichnoyu visotoyu Taki rozrahunki provodyatsya napriklad pri proektuvanni suden Sudna povinni buti skonstrujovani takim chinom shob voni buli yaknajstijkishimi Zavdyaki sili Arhimeda vinikaye prirodna konvekciya Pri pidvishenni temperaturi ridina rozshiryuyetsya cherez ce yiyi gustina zmenshuyetsya j arhimedova sila yaka diye na vidilenij ob yem ridini staye bilshoyu nizh sila tyazhinnya Unaslidok cogo nagrita ridina yaka maye menshu gustinu splivaye a holodna ridina yaka maye bilshu gustinu opuskayetsya Takozh dani mirkuvannya spravdzhuyutsya j dlya gaziv Div takozhArhimed Gidrostatika Sad Arhimeda muzej matematiki Florenciya Stijkist plavayuchogo tilaDzherela informaciyiUkrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 Levickij B F Leshij N P Gidravlika Zagalnij kurs Lviv Svit 1994 264s Konstantinov Yu M Gizha O O Tehnichna mehanika ridini i gazu Pidruchnik K Visha shkola 2002 277s il Kulinchenko V R Gidravlika gidravlichni mashini i gidroprivid Pidruchnik Kiyiv Firma Inkos Centr navchalnoyi literaturi 2006 616s Kolchunov V I Teoretichna ta prikladna gidromehanika Navch Posibnik K NAU 2004 336s Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3 PosilannyaSila vishtovhuvalna Universalnij slovnik enciklopediya 4 te vid K Teka 2006 Cya stattya potrebuye dodatkovih posilan na dzherela dlya polipshennya yiyi perevirnosti Bud laska dopomozhit udoskonaliti cyu stattyu dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Zvernitsya na storinku obgovorennya za poyasnennyami ta dopomozhit vipraviti nedoliki Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno gruden 2015 Ce nezavershena stattya z fiziki Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi