نیروی شناوری

بیایید یک آزمایش ساده را انجام دهید: یک توپ کوچک لاستیک متورم و "گنجانده" در آب است. اگر عمق غوطه وری حتی 1/2 متر است، از آن آسان است برای دیدن که حجم آن کاهش می یابد، به عنوان مثال، در همه طرف توپ خواهد برخی از نیروی منجر شود. این است که معمولا گفت که "گناه" فشار هیدرواستاتیک وجود دارد - یک اقدام نیروهای فیزیکی در مایعات بدن ثابت قرار دارد. نیروهای هیدرواستاتیک وارد بر بدن را از همه طرف، و حاصله از آن، شناخته شده به عنوان نیروی ارشمیدس، هنوز هم جهشی، که مربوط به جهت اثر آن در بدن غوطه ور در یک مایع نامیده می شود.

ارشمیدس کشف قانون خود را صرفا تجربی، و توجیه نظری آن برای نزدیک به 2000 سال است که منتظر قبل از پاسکال قانون علم تعادل برای مایع ثابت کشف کردند. بر اساس این قانون، فشار انتقال از طریق مایع در همه جهات بدون در نظر گرفتن منطقه که در آن بر روی تمام هواپیماهای محدوده مایع عمل می کند، و مقدار آن متناسب با سطح P و S در امتداد آنها نمیدهد طبیعی است. پاسکال را باز کرد و قانون در تجربه در 1653. بررسی به گفته وی، در سطح یک جسم در مایع در همه طرف توسط فشار هیدرواستاتیک قرار دارد.

فرض کنید که کشتی با آب به شکل یک جسم غوطه ور مکعب عمق H به L - فاصله از سطح آب به صورت بالا. هنگامی که این کران پایین برای یک H عمق + L. در F1 بردار نیرو، اقدام در قسمت بالایی صورت است رو به پایین به کارگردانی و F1 = R * G * H * S، که در آن r - چگالی مایع، گرم - شتاب گرانش است.

F2 نیروی بردار، وارده بر سطح پایین به سمت بالا، و ارزش آن با F2 = R * G * (H + L) * S. داده

بردار از نیروهای اقدام در سطوح جانبی متقابلا متعادل، به طوری که پس از آن از نظر حذف شده است. شناوری نیروی F2> F1 و کارگردانی از پایین به بالا، و متصل به صورت پایین مکعب. تعریف F ارزش خود را:

F = F2 - F1 = R * G * (H + L) * S - R * G * H * S = R * G * L * S

توجه داشته باشید که L * S - .. آیا حجم یک مکعب پنجم، و m R * G = P نشان دهنده واحد وزن مایع، سپس وزن فرمول از نیروی ارشمیدس تعیین حجم مایع به حجم مکعب، به عنوان مثال برابر این دقیقا وزن مایع آواره توسط بدن است. جالب است به بحث در مورد اصل ارشمیدس تنها برای محیط زیست، که در آن نیروی گرانش وجود دارد ممکن است - در شرایط بی وزنی، قانون کار نمی کند. در نهایت، فرمول قانون ارشمیدس به شرح زیر است:

F = P * V، که در آن p - گرانش مایع خاص.

نیروی ارشمیدس می تواند به عنوان پایه ای برای تجزیه و تحلیل از بدن شناوری خدمت می کنند. شرط برای تجزیه و تحلیل است که نسبت بدن وزن Pm و PF مایع وزن با یک حجم به حجم غوطه ور به بدن مایع برابر لود می شود. اگر از ظهر = PX، بدن شناور در مایع، و اگر روابط عمومی> PF، غرق بدن. در غیر این صورت، بدن پدیدار می شود مانند نیروی شناور برابر وزن بخش احتمالا خارج از بدن آب است.

اصل ارشمیدس و استفاده از آن دارای سابقه ای طولانی در فن آوری، با مثال کلاسیک از استفاده از همه شناخته شده است و امکانات را به بالونها و کشتیهای هوایی شناور شروع. در اینجا از آن نقش که گاز اشاره به یک حالت از ماده است که شبیه سازی بسیار سیال ایفا کرده است. بنابراین، در هوا به هر نیروی شناوری جسم اقدام شبیه به عنوان در مایع است. اولین تلاش برای انجام پرواز بالون هوای جو در زمان برادران مونگلفیهساخته - آنها یک بادکنک با دود گرم پر شده است، به طوری که وزن یک زندانی در یک بالون هوای کمتر از وزن همان حجم هوا سرد بود. این علت بود آسانسور، و ارزش خود را به عنوان تفاوت در وزن از دو جلد تعریف شد. بهبود بیشتر بالن سوز، که به طور مداوم گرم هوا در داخل بالون بود. روشن است که محدوده وابسته به طول مشعل. بعدها کشتیهای هوایی مورد استفاده برای پر کردن یک گاز با وزن مخصوص کمتر از هوا می باشد.