Закон Архімеда

Розглянемо силу тиску рідини на занурене в неї тіло довільної форми об’ємом V (рис. 3.4). Уявімо, що в рідині виділений такий же об’єм V, який займає занурене тіло. Цей об’єм знаходиться у рівновазі тільки під дією двох сил – сили тяжіння рідини G = m g, яка направлена вниз та сили тиску рідини P на поверхню виділеного об’єму. Отже, сила P направлена у протилежну сторону і прикладена до центру тяжіння D об’єму рідини.

Рис. 3.4

Таким чином, на занурене у рідину тіло діє сила виштовхування, спрямована вертикально вгору і рівна вазі рідини в об’ємі тіла. Це положення називається законом Архімеда.

Вага рідини в об’ємі зануреної у неї частини тіла називається водотоннажністю, а центр тяжіння цього об’єму D – центром водотоннажності.

Коли вага тіла G > P, то тіло тоне; при G = P тіло знаходиться у стані спокою на тій глибині, на яку його занурено. Якщо G < P, то тіло випливає, і коли його частина почне підійматися над поверхнею рідини, об’єм виштовхнутої тілом рідини зменшиться від V до об’єму зануреної частини тіла V_зан.. При цьому зменшується сила виштовхування P, і випливання зупиниться, коли ця сила дорівнюватиме вазі тіла. Отже, G = ρ_рід. g V_зан – умова плавання тіла. З цієї умови розраховують поплавкові пристрої сантехнічного обладнання.

Контрольні запитання до лекції №2

1. Як обчислюється сила тиску рідини на плоску поверхню?

2. Чи збігаються центр тиску рідини на плоску поверхню з центром тяжіння цієї поверхні?

3. Як розрахувати силу тиску рідини на горизонтальну поверхню?

4. В чому полягає гідростатичний парадокс?

5. Як розрахувати силу тиску рідини на плоску прямокутну стінку розташовану вертикально?

6. Сформулюйте закон Архімеда.

Дата добавления: 2014-01-11