არქიმედეს ამწევი ძალა. არქიმედეს კანონი: აღმოჩენის ისტორია და ფენომენის არსი დუმებისთვის

და სტატიკური აირები.

ენციკლოპედიური YouTube

• 1 / 5

  არქიმედეს კანონი ჩამოყალიბებულია შემდეგნაირად: სითხეში (ან აირში) ჩაძირულ სხეულზე მოქმედებს გამაძლიერებელი ძალა, რომელიც უდრის სითხის (ან აირის) წონას სხეულის ჩაძირული ნაწილის მოცულობაში. ძალა ჰქვია არქიმედეს ძალით:

  F A = ​​ρ g V, (\ჩვენების სტილი (F)_(A)=\rho (g)V,)

  სად ρ (\displaystyle \rho)- სითხის (გაზის) სიმკვრივე; g (\displaystyle (g))არის თავისუფალი ვარდნის აჩქარება და V (\displaystyle V)- სხეულის ჩაძირული ნაწილის მოცულობა (ან სხეულის მოცულობის ნაწილი, რომელიც მდებარეობს ზედაპირის ქვემოთ). თუ სხეული ზედაპირზე ცურავს (ერთგვაროვნად მოძრაობს ზემოთ ან ქვევით), მაშინ წევის ძალა (ასევე უწოდებენ არქიმედეს ძალას) სიდიდით (და მიმართულებით საპირისპირო) ტოლია სითხის (აირის) მოცულობაზე მოქმედი სიმძიმის ძალისა. გადაადგილებულია სხეულის მიერ და გამოიყენება ამ მოცულობის სიმძიმის ცენტრში.

  უნდა აღინიშნოს, რომ სხეული მთლიანად უნდა იყოს გარშემორტყმული სითხით (ან გადაიკვეთოს სითხის ზედაპირთან). ასე, მაგალითად, არქიმედეს კანონი არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას კუბზე, რომელიც მდებარეობს ავზის ძირში და ჰერმეტულად ეხება ძირს.

  რაც შეეხება სხეულს, რომელიც გაზშია, მაგალითად ჰაერში, ამწევი ძალის საპოვნელად აუცილებელია სითხის სიმკვრივის შეცვლა აირის სიმკვრივით. მაგალითად, ჰელიუმის ბუშტი მაღლა დაფრინავს იმის გამო, რომ ჰელიუმის სიმკვრივე ჰაერის სიმკვრივეზე ნაკლებია.

  არქიმედეს კანონი შეიძლება აიხსნას ჰიდროსტატიკური წნევის სხვაობის გამოყენებით მართკუთხა სხეულის მაგალითის გამოყენებით.

  P B − P A = ρ g h (\displaystyle P_(B)-P_(A)=\rho gh) F B − F A = ​​ρ g h S = ρ g V, (\displaystyle F_(B)-F_(A)=\rho ghS=\rho gV,)

  სად P A, P B- წნევა წერტილებზე ადა ბ, ρ - სითხის სიმკვრივე, თ- დონის განსხვავება ქულებს შორის ადა ბ, ს- სხეულის ჰორიზონტალური განივი ფართობი, ვ- სხეულის ჩაძირული ნაწილის მოცულობა.

  თეორიულ ფიზიკაში არქიმედეს კანონი ასევე გამოიყენება ინტეგრალური სახით:

  F A = ​​∬ S p d S (\displaystyle (F)_(A)=\inint \limits _(S)(p(dS))),

  სად S (\displaystyle S) - ზედაპირის ფართობი, p (\displaystyle p)- წნევა თვითნებურ წერტილში, ინტეგრაცია ხორციელდება სხეულის მთელ ზედაპირზე.

  გრავიტაციული ველის არარსებობის შემთხვევაში, ანუ უწონად მდგომარეობაში, არქიმედეს კანონი არ მუშაობს. ასტრონავტები კარგად იცნობენ ამ ფენომენს. კერძოდ, ნულოვანი სიმძიმის პირობებში არ არის (ბუნებრივი) კონვექციის ფენომენი, ამიტომ, მაგალითად, კოსმოსური ხომალდის საცხოვრებელი განყოფილებების ჰაერის გაგრილება და ვენტილაცია ხორციელდება იძულებით ვენტილატორებით.

  განზოგადებები

  არქიმედეს კანონის გარკვეული ანალოგი ასევე მოქმედებს ძალების ნებისმიერ სფეროში, რომლებიც განსხვავებულად მოქმედებენ სხეულზე და სითხეზე (გაზზე), ან არაერთგვაროვან ველში. მაგალითად, ეს ეხება ინერციის ძალების ველს (მაგალითად, ცენტრიდანული ძალა) - ცენტრიფუგაცია ეფუძნება ამას. მაგალითი არამექანიკური ბუნების ველისთვის: ვაკუუმში მყოფი დიამაგნიტური მასალა გადაადგილებულია უფრო მაღალი ინტენსივობის მაგნიტური ველის რეგიონიდან ქვედა ინტენსივობის რეგიონში.

  არქიმედეს კანონის წარმოშობა თვითნებური ფორმის სხეულისთვის

  სითხის ჰიდროსტატიკური წნევა სიღრმეზე h (\displaystyle h)Იქ არის p = ρ g h (\displaystyle p=\rho gh). ამავე დროს განვიხილავთ ρ (\displaystyle \rho)სითხეები და გრავიტაციული ველის სიძლიერე მუდმივი მნიშვნელობებია და h (\displaystyle h)- პარამეტრი. ავიღოთ თვითნებური ფორმის სხეული, რომელსაც აქვს არანულოვანი მოცულობა. შემოვიღოთ სწორი ორთონორმული კოორდინატთა სისტემა O x y z (\displaystyle Oxyz)და აირჩიეთ z ღერძის მიმართულება ვექტორის მიმართულების დასამთხვევად g → (\displaystyle (\vec (g))). ჩვენ დავაყენებთ ნულს z ღერძის გასწვრივ სითხის ზედაპირზე. ავირჩიოთ ელემენტარული არე სხეულის ზედაპირზე d S (\displaystyle dS). მასზე იმოქმედებს სხეულში მიმართული სითხის წნევის ძალა, d F → A = − p d S → (\displaystyle d(\vec (F))_(A)=-pd(\vec (S))). იმ ძალის მისაღებად, რომელიც იმოქმედებს სხეულზე, აიღეთ ინტეგრალი ზედაპირზე:

  F → A = − ∫ S p d S → = − ∫ S ρ g h d S → = − ρ g ∫ S h d S → = ∗ − ρ g ∫ V g r a d (h) d V = ∗ ∗ − ρ g ∫ V e z d V = − ρ g e → z ∫ V d V = (ρ g V) (− e → z) (\displaystyle (\vec (F))_(A)=-\int \limits _(S)(p \,d(\vec (S)))=-\int \limits _(S)(\rho gh\,d(\vec (S)))=-\rho g\int \limits _(S)( h\,d(\vec (S)))=^(*)-\rho g\int \limits _(V)(grad(h)\,dV)=^(**)-\rho g\int \ ლიმიტები _(V)((\vec (e))_(z)dV)=-\rho g(\vec (e))_(z)\int \limits _(V)(dV)=(\ rho gV)(-(\vec (e))_(z)))

  ზედაპირის ინტეგრალიდან მოცულობის ინტეგრალზე გადასვლისას ვიყენებთ განზოგადებულ ოსტროგრადსკი-გაუსის თეორემას.

  ∗ h (x, y, z) = z; ∗ ∗ g r a d (h) = ∇ h = e → z (\displaystyle ()^(*)h(x,y,z)=z;\quad ^(**)grad(h)=\nabla h=( \vec (e))_(z))

  ჩვენ ვხვდებით, რომ არქიმედეს ძალის მოდული ტოლია ρ g V (\displaystyle \rho gV), და ის მიმართულია გრავიტაციული ველის სიძლიერის ვექტორის მიმართულების საპირისპირო მიმართულებით.

  კიდევ ერთი ფორმულირება (სად ρ t (\displaystyle \rho _(t))- სხეულის სიმკვრივე, ρ s (\displaystyle \rho _(s))- საშუალო სიმკვრივე, რომელშიც ის ჩაეფლო).

  
  
  

  დაამატეთ თქვენი ფასი მონაცემთა ბაზაში

  კომენტარი

  არქიმედეს კანონი არის სითხეებისა და აირების სტატიკის კანონი, რომლის მიხედვითაც სითხეში (ან აირში) ჩაძირულ სხეულზე მოქმედებს გამაძლიერებელი ძალა, რომელიც უდრის სითხის მასას სხეულის მოცულობაში.

  ფონი

  "ევრიკა!" ("იპოვეს!") - ეს არის ძახილი, ლეგენდის თანახმად, ძველი ბერძენი მეცნიერისა და ფილოსოფოსის არქიმედეს მიერ, რომელმაც აღმოაჩინა რეპრესიების პრინციპი. ლეგენდა მოგვითხრობს, რომ სირაკუზანის მეფე ჰერონ II-მ სთხოვა მოაზროვნეს დაედგინა, იყო თუ არა მისი გვირგვინი სუფთა ოქროსგან დამზადებული თუ არა თავად სამეფო გვირგვინი ზიანის მიყენების გარეშე. არქიმედეს გვირგვინის აწონვა რთული არ იყო, მაგრამ ეს საკმარისი არ იყო - საჭირო იყო გვირგვინის მოცულობის დადგენა, რათა გამოვთვალოთ ლითონის სიმკვრივე, საიდანაც იგი იყო ჩამოსხმული და დადგინდეს, იყო თუ არა ის სუფთა ოქრო. შემდეგ, ლეგენდის თანახმად, არქიმედესმა, დატვირთული ფიქრებით, თუ როგორ უნდა განესაზღვრა გვირგვინის მოცულობა, ჩავარდა აბანოში - და უცებ შენიშნა, რომ აბანოში წყლის დონემ მოიმატა. და შემდეგ მეცნიერი მიხვდა, რომ მისი სხეულის მოცულობამ გადაანაცვლა წყლის თანაბარი მოცულობა, ამიტომ, გვირგვინი, თუ კიდემდე შევსებულ აუზში ჩაეშვება, გადაანაცვლებს წყლის მოცულობას მისი მოცულობის ტოლი. პრობლემის გამოსავალი იპოვეს და, ლეგენდის ყველაზე გავრცელებული ვერსიით, მეცნიერი გაიქცა თავისი გამარჯვების შესატყობინებლად სამეფო სასახლეში, ჩაცმის გარეშეც კი.

  თუმცა, რაც მართალია, მართალია: ეს იყო არქიმედემ, რომელმაც აღმოაჩინა ბუანიზმის პრინციპი. თუ მყარი სხეული ჩაეფლო სითხეში, ის გადაანაცვლებს სითხის მოცულობას, რომელიც ტოლია სითხეში ჩაძირული სხეულის ნაწილის მოცულობას. წნევა, რომელიც ადრე მოქმედებდა გადაადგილებულ სითხეზე, ახლა იმოქმედებს მყარ სხეულზე, რომელმაც ის გადაანაცვლა. და, თუ ვერტიკალურად ზევით მოქმედი მატონიზირებელი ძალა აღემატება სიმძიმის ძალას, რომელიც სხეულს ვერტიკალურად ქვევით უბიძგებს, სხეული ცურავს; წინააღმდეგ შემთხვევაში ჩაიძირება (დაიხრჩობა). ლაპარაკი თანამედროვე ენა, სხეული ცურავს, თუ მისი საშუალო სიმკვრივე ნაკლებია სითხის სიმკვრივეზე, რომელშიც ის ჩაეფლო.

  

  არქიმედეს კანონი და მოლეკულური კინეტიკური თეორია

  მოსვენებულ სითხეში წნევა წარმოიქმნება მოძრავი მოლეკულების ზემოქმედებით. როდესაც სითხის გარკვეული მოცულობის გადაადგილება ხდება მყარი სხეული, მოლეკულების შეჯახების აღმავალი იმპულსი დაეცემა არა სხეულის მიერ გადაადგილებულ სითხის მოლეკულებს, არამედ თავად სხეულს, რაც განმარტავს მასზე ქვემოდან განხორციელებულ წნევას და უბიძგებს მას სითხის ზედაპირისკენ. თუ სხეული მთლიანად ჩაეფლო სითხეში, მასზე გამაძლიერებელი ძალა გააგრძელებს მოქმედებას, რადგან წნევა იზრდება სიღრმის მატებასთან ერთად და სხეულის ქვედა ნაწილი უფრო მეტ წნევას ექვემდებარება, ვიდრე ზედა, სადაც არის მატონიზირებელი ძალა. წარმოიქმნება. ეს არის მოლეკულურ დონეზე გამაძლიერებელი ძალის ახსნა.

  ეს ბიძგი ხსნის, თუ რატომ რჩება ფოლადისგან დამზადებული გემი, რომელიც წყალზე ბევრად მკვრივია. ფაქტია, რომ გემის მიერ გადაადგილებული წყლის მოცულობა უდრის წყალში ჩაძირული ფოლადის მოცულობას პლუს ჰაერის მოცულობას, რომელიც შეიცავს გემის კორპუსს წყლის ხაზის ქვემოთ. თუ კორპუსის ჭურვისა და მასში არსებული ჰაერის სიმკვრივეს საშუალოდ მივიღებთ, გამოდის, რომ გემის სიმკვრივე (როგორც ფიზიკური სხეული) წყლის სიმკვრივეზე ნაკლებია, ამიტომ წყლის მოლეკულების ზემოქმედების აღმავალი იმპულსების შედეგად მასზე მოქმედი ბორცვის ძალა აღმოჩნდება უფრო მაღალი ვიდრე დედამიწის მიზიდულობის გრავიტაციული ძალა, რაც გემს ფსკერზე უბიძგებს. - და გემი ცურავს.

  ფორმულირება და განმარტებები

  ის ფაქტი, რომ წყალში ჩაძირულ სხეულზე მოქმედებს გარკვეული ძალა, ყველასთვის ცნობილია: მძიმე სხეულები თითქოს მსუბუქდება – მაგალითად, ჩვენივე სხეული აბანოში ჩაძირვისას. მდინარეში ან ზღვაში ბანაობისას თქვენ შეგიძლიათ მარტივად აწიოთ და გადაიტანოთ ძალიან მძიმე ქვები ფსკერზე - ისეთები, რომელთა აწევა შეუძლებელია ხმელეთზე. ამავდროულად, მსუბუქი სხეულები ეწინააღმდეგებიან წყალში ჩაძირვას: პატარა საზამთროს ზომის ბურთის ჩაძირვა ძალასაც და ოსტატობასაც მოითხოვს; დიდი ალბათობით შეუძლებელი იქნება ნახევარი მეტრის დიამეტრის ბურთის ჩაძირვა. ინტუიციურად ნათელია, რომ პასუხი კითხვაზე - რატომ ცურავს სხეული (და სხვა იძირება) მჭიდრო კავშირშია მასში ჩაძირულ სხეულზე სითხის ზემოქმედებასთან; არ შეიძლება დაკმაყოფილდეს პასუხით, რომ მსუბუქი სხეულები ცურავს და მძიმეები იძირება: ფოლადის ფირფიტა, რა თქმა უნდა, წყალში ჩაიძირება, მაგრამ თუ მისგან კოლოფს გააკეთებთ, მაშინ მას შეუძლია ცურვა; თუმცა მისი წონა არ შეცვლილა.

  ჰიდროსტატიკური წნევის არსებობა იწვევს სითხეში ან აირში არსებულ ნებისმიერ სხეულზე მოქმედ ძალას. არქიმედემ პირველმა დაადგინა სითხეებში ამ ძალის მნიშვნელობა ექსპერიმენტულად. არქიმედეს კანონი ჩამოყალიბებულია შემდეგნაირად: სითხეში ან აირში ჩაძირულ სხეულს ექვემდებარება წევის ძალა, რომელიც ტოლია სხეულის ჩაძირული ნაწილის მიერ გადაადგილებული სითხის ან აირის ოდენობის წონის.

  

  ფორმულა

  არქიმედეს ძალა, რომელიც მოქმედებს სითხეში ჩაძირულ სხეულზე, შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით: ფ A = ρ f გვპარასკევი,

  სადაც ρl არის სითხის სიმკვრივე,

  g – აჩქარება თავისუფალი ვარდნა,

  Vpt არის სითხეში ჩაძირული სხეულის ნაწილის მოცულობა.

  სითხეში ან აირში მდებარე სხეულის ქცევა დამოკიდებულია Ft სიმძიმის მოდულებსა და არქიმედეს ძალის FA-ს შორის ურთიერთობაზე, რომლებიც მოქმედებენ ამ სხეულზე. შესაძლებელია შემდეგი სამი შემთხვევა:

  1) Ft > FA – სხეული იძირება;

  2) Ft = FA – სხეული ცურავს სითხეში ან აირში;

  3) ფტ< FA – тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.

  როგორც ჩანს, არქიმედეს კანონზე მარტივი არაფერია. მაგრამ ოდესღაც თავად არქიმედესი მართლაც საგონებელში ჩავარდა მისი აღმოჩენის გამო. როგორ იყო?

  საინტერესო ამბავია დაკავშირებული ჰიდროსტატიკის ფუნდამენტური კანონის აღმოჩენასთან.

  საინტერესო ფაქტები და ლეგენდები არქიმედეს ცხოვრებიდან და სიკვდილიდან

  გარდა ისეთი გიგანტური გარღვევისა, როგორიცაა თავად არქიმედეს კანონის აღმოჩენა, მეცნიერს აქვს დამსახურებათა და მიღწევების მთელი სია. ზოგადად, ის იყო გენიოსი, რომელიც მუშაობდა მექანიკის, ასტრონომიისა და მათემატიკის სფეროებში. მან დაწერა ისეთი ნაშრომები, როგორიცაა ტრაქტატი "მცურავი სხეულების შესახებ", "ბურთზე და ცილინდრზე", "სპირალებზე", "კონოიდებზე და სფეროიდებზე" და კიდევ "ქვიშის მარცვლებზე". უახლესი ნაშრომი ცდილობდა გაეზომა ქვიშის მარცვლების რაოდენობა, რომელიც საჭიროა სამყაროს შესავსებად.

  

  არქიმედეს როლი სირაკუზის ალყაში

  ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 212 წელს სირაკუზა რომაელებმა ალყა შემოარტყეს. 75 წლის არქიმედესმა შექმნა მძლავრი კატაპულტები და მსუბუქი მოკლე მანძილის სასროლი მანქანები, ასევე ე.წ. მათი დახმარებით შესაძლებელი გახდა მტრის გემების ფაქტიურად გადაბრუნება. ასეთი ძლიერი და ტექნოლოგიური წინააღმდეგობის წინაშე რომაელებმა ვერ შეძლეს ქალაქის შტურმით აღება და იძულებულნი გახდნენ დაეწყოთ ალყა. სხვა ლეგენდის თანახმად, არქიმედესმა სარკეების გამოყენებით მოახერხა რომაული ფლოტის ცეცხლის წაკიდება, ფოკუსირება მზის სხივებიგემებზე. ამ ლეგენდის ჭეშმარიტება საეჭვო ჩანს, რადგან ამას არც ერთი იმდროინდელი ისტორიკოსი არ უხსენებია.

  არქიმედეს სიკვდილი

  მრავალი ჩვენების თანახმად, არქიმედეს რომაელებმა მოკლეს, როდესაც საბოლოოდ აიღეს სირაკუზა. აქ არის დიდი ინჟინრის გარდაცვალების ერთ-ერთი შესაძლო ვერსია.

  თავისი სახლის ვერანდაზე მეცნიერი ფიქრობდა იმ დიაგრამებზე, რომლებიც მან ხელით ქვიშაში დახატა. გამვლელმა ჯარისკაცმა დააბიჯა ნახატს და არქიმედესმა ჩაფიქრებულმა შესძახა: „მოშორდი ჩემს ნახატებს“. ამის საპასუხოდ, სადღაც მიჩქარებულმა ჯარისკაცმა, უბრალოდ, მახვილი დაარტყა მოხუცს.

  ახლა რაც შეეხება მტკივნეულ საკითხს: არქიმედეს კანონისა და ძალაუფლების შესახებ...

  როგორ აღმოაჩინეს არქიმედეს კანონი და წარმოიშვა ცნობილი "ევრიკა!"

  ანტიკურობა. III საუკუნე ძვ.წ. სიცილია, სადაც ჯერ კიდევ არ არის მაფია, მაგრამ არიან ძველი ბერძნები.

  გამომგონებელი, ინჟინერი და თეორიული მეცნიერი სირაკუზიდან ( ბერძნული კოლონიასიცილიაში) არქიმედეს მსახურობდა მეფე იერო II-ის დროს. ერთ დღეს იუველირებმა მეფეს ოქროს გვირგვინი გაუკეთეს. მეფემ, როგორც საეჭვო ადამიანი, მეცნიერი თავის ადგილზე დაიბარა და დაავალა გაერკვია, შეიცავდა თუ არა გვირგვინი ვერცხლის მინარევებს. აქვე უნდა ითქვას, რომ იმ შორეულ დროს ასეთი საკითხები არავის მოუგვარებია და საქმე უპრეცედენტო იყო.

  

  არქიმედემ დიდხანს იფიქრა, არაფერი გამოუვიდა და ერთ დღეს გადაწყვიტა აბანოში წასვლა. იქ, წყლის აუზში ჩაჯდომისას, მეცნიერმა პრობლემის გადაწყვეტა იპოვა. არქიმედესმა ყურადღება მიიპყრო სრულიად აშკარა რამეზე: წყალში ჩაძირული სხეული ანაცვლებს წყლის მოცულობას, რომელიც ტოლია სხეულის მოცულობას. სწორედ მაშინ, ჩაცმის შეწუხების გარეშე, არქიმედეს გამოხტა აბანოდან და დაიყვირა თავისი ცნობილი "ევრიკა", რაც ნიშნავს "იპოვეს". გამოცხადდა მეფესთან, არქიმედესმა სთხოვა მიეცეს მას ვერცხლის და ოქროს ჯოხები, ტოლი წონა გვირგვინი. გვირგვინისა და ჯოხებით ამოღებული წყლის მოცულობის გაზომვით და შედარებით, არქიმედესმა აღმოაჩინა, რომ გვირგვინი არ იყო სუფთა ოქროსგან, არამედ ვერცხლის ნარევები იყო. ეს არის არქიმედეს კანონის აღმოჩენის ამბავი.

  არქიმედეს კანონის არსი

  თუ საკუთარ თავს ჰკითხავთ, როგორ უნდა გაიგოთ არქიმედეს პრინციპი, ჩვენ გიპასუხებთ. უბრალოდ დაჯექი, იფიქრე და გაგება მოვა. სინამდვილეში, ეს კანონი ამბობს:

  აირში ან სითხეში ჩაძირულ სხეულს ექვემდებარება წევის ძალა, რომელიც უდრის სითხის (აირის) მასას სხეულის ჩაძირული ნაწილის მოცულობაში. ამ ძალას არქიმედეს ძალას უწოდებენ.

  

  როგორც ვხედავთ, არქიმედეს ძალა მოქმედებს არა მხოლოდ წყალში ჩაძირულ სხეულებზე, არამედ ატმოსფეროში მყოფ სხეულებზეც. ძალა, რომელიც ქმნის ბუშტიმაღლა ასვლა არის არქიმედეს იგივე ძალა. არქიმედეს ძალა გამოითვლება ფორმულის გამოყენებით:

  

  აქ პირველი ტერმინი არის სითხის (აირის) სიმკვრივე, მეორე არის სიმძიმის აჩქარება, მესამე არის სხეულის მოცულობა. თუ მიზიდულობის ძალა არქიმედეს ძალის ტოლია, სხეული ცურავს, თუ უფრო დიდია, იძირება, ხოლო თუ ნაკლებია, ცურავს მანამ, სანამ არ დაიწყებს ცურვას.

  

  ამ სტატიაში ჩვენ გადავხედეთ არქიმედეს კანონს დუმების შესახებ. თუ გსურთ ისწავლოთ პრობლემების გადაჭრა, სადაც არქიმედეს კანონია ნაპოვნი, გთხოვთ, დაუკავშირდეთ. საუკეთესო ავტორები სიამოვნებით გაუზიარებენ თავიანთ ცოდნას და თავად ახსნიან გამოსავალს. რთული ამოცანა"თაროებზე."

  დან Ყოველდღიური ცხოვრებისცნობილია, რომ სხეულის წონა წყალში ჩაძირვისას იკლებს. მაგალითად, გემების ნავიგაცია ამ ფენომენს ეფუძნება.

  ბუშტები ჰაერში ამოდის გარკვეული ძალის არსებობის გამო, რომელიც მიმართულია მიზიდულობის ძალის საწინააღმდეგოდ. ძალას, რომლითაც სითხე ან აირი მოქმედებს მასში ჩაძირულ სხეულზე, არქიმედეს ძალასაც უწოდებენ. მოდით განვიხილოთ ამ ძალის ბუნება.

  როგორც ცნობილია, სითხე (ან აირი) ახდენს გარკვეულ წნევას მასში ჩაძირული სხეულის ზედაპირის ყველა წერტილზე. მაგრამ რაც უფრო დაბალია წერტილი, მით მეტი ზეწოლა ხდება მასზე.

  შესაბამისად, სხეულის ქვედა კიდეებზე მეტი ზეწოლა ხდება, ვიდრე ზედა. ეს ნიშნავს, რომ სხეულზე ქვემოდან მოქმედი ძალა უფრო მეტია, ვიდრე მასზე ზემოდან.

  ეს ნიშნავს, რომ სითხე (ან აირი) მოქმედებს მასში ჩაძირულ სხეულზე ზევით მიმართული გარკვეული ძალით. გაითვალისწინეთ, რომ თუ ქვედა ზედაპირისხეული მჭიდროდ ერგება სითხის ჭურჭლის ძირს, შემდეგ სითხე მოქმედებს სხეულზე ქვევით მიმართული ძალით, მას შემდეგ ის მხოლოდ დააჭერს ზედა ნაწილისხეული ქვედა ქვეშ შეღწევის გარეშე. მაშინ არქიმედეს ძალა არ არის.

  სხეულზე მოქმედი არქიმედეს ძალის სიდიდე

  განვიხილოთ სითხეში ან აირში ჩაძირულ სხეულზე მოქმედი არქიმედეს ძალის სიდიდე. მოდით შევცვალოთ (გონებრივად) სხეული სითხით (ან აირით) ამ სხეულის მოცულობაში. ცხადია, ეს მოცულობა ისვენებს მიმდებარე სითხესთან (ან გაზთან) შედარებით.

  გამოდის, რომ მოცემულ მოცულობაზე მოქმედი არქიმედეს ძალა ტოლია სიმძიმის ძალის სიდიდით და საპირისპირო მიმართულებით.

  აქედან დასკვნა:არქიმედეს ძალა, რომელიც მოქმედებს სითხეში ან აირში ჩაძირულ სხეულზე, სიდიდით უდრის სითხის ან აირის წონას ამ სხეულის მოცულობაში და საპირისპირო მიმართულებით, ე.ი. მისი გამოთვლა შესაძლებელია p*g*V ფორმულით, სადაც p არის სითხის ან აირის სიმკვრივე, g არის სიმძიმის აჩქარება, V არის სხეულის მოცულობა.

  თუმცა, გაზთან დაკავშირებით, ეს ყოველთვის ასე არ არის, რადგან მისი სიმკვრივე განსხვავებულია სხვადასხვა სიმაღლეზე. ამ ფორმულიდან გამომდინარეობს, რომ თუ სხეულის საშუალო სიმკვრივე აღემატება სითხის (ან აირის) სიმკვრივეს, რომელშიც სხეულია ჩაძირული, მაშინ სხეულის წონა აღემატება სითხის წონას მის მოცულობაში. და სხეული იძირება

  თუ სხეულის საშუალო სიმკვრივე უდრის სითხის ან აირის სიმკვრივეს, სხეული ისვენებს სითხის ან აირის სისქეში, არ ცურავს და არ იძირება, რადგან არქიმედეს ძალა დაბალანსებულია სხეულზე მოქმედი მიზიდულობის ძალით; თუ სხეულის საშუალო სიმკვრივე ნაკლებია სითხის ან აირის სიმკვრივეზე, სხეული ცურავს.

  დავალების ნიმუში

  მოდით შევხედოთ მაგალითს. ალუმინის ცილინდრი ჰაერში იწონის 54 ნ, ზოგიერთ სითხეში 40 ნ. განსაზღვრეთ სითხის სიმკვრივე.

  გამოსავალი. ვიპოვოთ ცილინდრის მოცულობა: V=P/g/p, სადაც V არის მოცულობა, P არის სხეულის წონა, p1 არის სხეულის სიმკვრივე, ე.ი. V=54 N: 10 ნ/კგ: 2700 კგ/მ3 = 0.002 მ3

  ვიპოვოთ არქიმედეს ძალა, რომელიც უდრის ჰაერსა და წყალში წონების სხვაობას.