Πώς η αρχή του Archimedes σχετίζεται με τη δυναμική δύναμη στο αντικείμενο σε ρευστό που μετατοπίζεται.
1. Δύναμη:
* Αυτή είναι η ανοδική δύναμη που ασκείται από ένα υγρό σε ένα αντικείμενο βυθισμένο σε αυτό. Είναι αυτό που κάνει τα πράγματα να επιπλέουν.
* Λειτουργεί προς την αντίθετη κατεύθυνση βαρύτητας.
2. Εκτοπισμένο υγρό:
* Όταν ένα αντικείμενο είναι βυθισμένο σε ένα υγρό, ωθεί μερικά από τα υγρά από το δρόμο. Η ποσότητα υγρού που μετακινείται είναι το "εκτοπισμένο υγρό".
* Ο όγκος του εκτοπισμένου υγρού είναι ίσος με τον όγκο του βυθισμένου τμήματος του αντικειμένου.
3. Βάρος του εκτοπισμένου υγρού:
* Το βάρος του εκτοπισμένου υγρού προσδιορίζεται από την πυκνότητα και τον όγκο του.
* Η πυκνότητα είναι η μάζα ανά μονάδα όγκου του υγρού.
Η βασική σχέση:
Η αρχή του Αρχιμήδη αναφέρει ότι η δύναμη φουσκωτής σε ένα αντικείμενο είναι ίσο με το βάρος του εκτοπισμένου υγρού. Αυτό μπορεί να εκφραστεί μαθηματικά ως:
Δύναμη πνεύμονας (FB) =βάρος εκτοπισμένου υγρού (WDF)
wdf =πυκνότητα υγρού (ρ) * όγκος εκτοπισμένου υγρού (VD) * επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g)
Επομένως, fb =ρ * vd * g
Συνέπειες:
* Floating: Εάν η δυναμική δύναμη είναι μεγαλύτερη από το βάρος του αντικειμένου, το αντικείμενο θα επιπλέει.
* βύθιση: Εάν το βάρος του αντικειμένου είναι μεγαλύτερο από τη δύναμη, το αντικείμενο θα βυθιστεί.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε ένα μπλοκ ξύλου που επιπλέει στο νερό. Το μπλοκ μετατοπίζει μια ορισμένη ποσότητα νερού (ο όγκος του βυθισμένου τμήματος). Το βάρος αυτού του εκτοπισμένου νερού είναι ίσο με τη δύναμη που ενεργεί στο μπλοκ. Δεδομένου ότι το μπλοκ επιπλέει, η φουσκωμένη δύναμη είναι ίση με το βάρος του μπλοκ, διατηρώντας το στη ζωή.
Στην ουσία, η αρχή του Αρχιμήδη μας λέει ότι η πλευστότητα ενός αντικειμένου εξαρτάται από την πυκνότητα του υγρού που μετατοπίζει, όχι την πυκνότητα του ίδιου του αντικειμένου.
