Пловната сила е пловна сила која дејствува на тело потопено во течност (или гас) и насочено спротивно на силата на гравитацијата. Во општи случаи, силата на пловност може да се пресмета со формулата: F b = V s × D × g, каде што F b е силата на пловност; V s е волуменот на делот од телото потопен во течноста; D е густината на течноста во која е потопено телото; g – гравитација.

Чекори

Пресметка по формула

Најдете го волуменот на делот од телото потопен во течноста (потопен волумен).Пловечката сила е директно пропорционална на волуменот на делот од телото потопен во течноста. Со други зборови, колку повеќе телото тоне, толку е поголема пловната сила. Тоа значи дека дури и телата што тонат се предмет на пловност. Потопениот волумен треба да се мери во m3.

• За тела кои се целосно потопени во течност, потопениот волумен е еднаков на волуменот на телото. За телата што лебдат во течност, потопениот волумен е еднаков на волуменот на делот од телото скриен под површината на течноста.
• Како пример, земете ја топката што лебди во вода. Ако дијаметарот на топката е 1 m, а површината на водата допре до средината на топката (односно е половина потопена во вода), тогаш потопениот волумен на топката е еднаков на неговиот волумен поделен со 2. Волуменот на топката се пресметува со формулата V = (4/3)π( радиус) 3 = (4/3)π(0,5) 3 = 0,524 m 3. Потопен волумен: 0,524/2 = 0,262 м3.

1. Најдете ја густината на течноста (во kg/m3) во која е потопено телото.Густината е односот на масата на телото со волуменот што го зафаќа тоа тело. Ако две тела имаат ист волумен, тогаш масата на телото со поголема густина ќе биде поголема. Како по правило, колку е поголема густината на течноста во која е потопено телото, толку е поголема пловната сила. Густината на течноста може да се најде на Интернет или во разни референтни книги.

   • Во нашиот пример, топката плови во вода. Густината на водата е приближно 1000 kg/m3 .
   • Може да се најдат густини на многу други течности.

2. Најдете ја силата на гравитацијата (или која било друга сила што дејствува вертикално надолу на телото).Не е важно дали телото плови или тоне, гравитацијата секогаш делува на него. ВО природни условисилата на гравитацијата (поточно, силата на гравитацијата што дејствува на тело со тежина од 1 kg) е приближно еднаква на 9,81 N/kg. Меѓутоа, ако има други сили кои дејствуваат на телото, на пример, центрифугална сила, таквите сили мора да се земат предвид и да се пресмета добиената сила насочена вертикално надолу.

   • Во нашиот пример, имаме работа со конвенционален неподвижен систем, така што единствената сила што дејствува на топката е гравитацијата, еднаква на 9,81 N/kg.
   • Меѓутоа, ако топката плови во контејнер со вода што ротира околу одредена точка, тогаш на топката ќе дејствува центрифугална сила, која не дозволува топката и водата да испрскаат надвор и што мора да се земе предвид при пресметките.

3. Ако го имате потопениот волумен на телото (во m3), густината на течноста (во kg/m3) и силата на гравитацијата (или која било друга сила насочена вертикално надолу), тогаш можете да ја пресметате пловната сила.

   • За да го направите ова, едноставно помножете ги горенаведените вредности и ќе ја најдете пловната сила (во N).

4. Во нашиот пример: F b = V s × D × g. F b = 0,262 m 3 × 1000 kg/m 3 × 9,81 N/kg = 2570 N.Откријте дали телото ќе плови или ќе потоне.

   • Користејќи ја горната формула, можете да ја пресметате силата на пловност. Но, со повеќе пресметки, можете да одредите дали телото ќе плови или ќе потоне. За да го направите ова, пронајдете ја пловната сила за целото тело (односно, во пресметките користете го целиот волумен на телото, а не потопениот волумен), а потоа пронајдете ја силата на гравитација користејќи ја формулата G = (телесна маса) * (9,81 m/s 2). Ако пловната сила е поголема од силата на гравитацијата, тогаш телото ќе лебди; ако силата на гравитацијата е поголема од пловната сила, тогаш телото ќе потоне. Ако силите се еднакви, тогаш телото има „неутрална пловност“.
     • На пример, земете труп од 20 kg (цилиндричен) со дијаметар од 0,75 m и висина од 1,25 m, потопен во вода.
     • Најдете го волуменот на дневникот (во нашиот пример, волуменот на цилиндерот) користејќи ја формулата V = π(радиус) 2 (висина) = π(0,375) 2 (1,25) = 0,55 m 3.
     • Следно, пресметајте ја пловната сила: F b = 0,55 m 3 × 1000 kg/m 3 × 9,81 N/kg = 5395,5 N. Сега пронајдете ја силата на гравитацијата: G = (20 kg) (9,81 m/s2) = 196,2 N. Оваа вредност е многупомала од вредноста

5. пловна сила, па трупецот ќе лебди.Користете ги пресметките опишани погоре за тело потопено во гас.

   Запомнете дека телата можат да лебдат не само во течности, туку и во гасови, што може добро да истисне некои тела, и покрај многу малата густина на гасовите (размислете за балон исполнет со хелиум; густината на хелиумот е помала од густината на воздухот , па балон со хелиум лета (плови) ) во воздухот).

   1. Поставување на експериментотСтавете мала чаша во кофата. Во овојќе покажеме дека телото потопено во течност е подложно на пловна сила, бидејќи телото истиснува волумен на течност еднаков на потопениот волумен на телото. Исто така, ќе покажеме како да ја пронајдеме пловната сила преку експеримент. Започнете со ставање мала чаша во кофа (или тава).

   2. Наполнете ја чашата со вода (до раб).Бидете внимателни! Ако водата во чашата се истури во кофата, фрлете ја водата и почнете повторно.

      • За доброто на експериментот, да претпоставиме дека густината на водата е 1000 kg/m3 (освен ако не користите солена вода или друга течност).
      • Користете пипета за да ја наполните чашата до работ.

   3. Набавете си мал предмет што ќе се вклопи во чашата и нема да се оштети од водата.Најдете ја масата на ова тело (во килограми; за да го направите ова, измерете го телото на вага и претворете ја вредноста во грамови во килограми). Потоа полека спуштете го предметот во чашата со вода (односно, потопете го телото во водата, но не потопувајте ги прстите). Ќе видите дека малку вода се истури од чашата во кофата.

      • Во овој експеримент, ќе спуштиме автомобил играчка со тежина од 0,05 кг во чаша вода. Не ни треба волуменот на овој автомобил за да ја пресметаме пловната сила.
   4. ), а потоа помножете го волуменот на поместената вода со густината на водата (1000 kg/m3).
      • Во нашиот пример, автомобилот-играчка потона, поместувајќи околу две лажици вода (0,00003 m3). Да ја пресметаме масата на поместената вода: 1000 kg/m3 × 0,00003 m3 = 0,03 kg.

   5. Споредете ја масата на поместената вода со масата на потопеното тело.Ако масата на потопеното тело е поголема од масата на поместената вода, тогаш телото ќе потоне. Ако масата на поместената вода е поголема од масата на телото, тогаш таа плови. Затоа, за да може едно тело да плови, мора да помести количина на вода со маса поголема од масата на самото тело.

      • Така, телата со мала маса, но голем волумен имаат најдобра пловност. Овие два параметри се типични за шупливи тела. Помислете на чамец - има одлична пловност бидејќи е шуплива и поместува многу вода со мала маса на самиот брод. Кога чамецот не бил шуплив, воопшто не би пловел (туку би потонал).
      • Во нашиот пример, масата на автомобилот (0,05 kg) е поголема од масата на поместената вода (0,03 kg). Затоа автомобилот потона.
   • Користете вага што може да се ресетира на 0 пред секое ново мерење. Во овој случај, ќе добиете точни резултати.

Цели на лекцијата: да се потврди постоењето на пловна сила, да се разберат причините за нејзиното појавување и да се извлечат правила за нејзино пресметување, да се промовира формирање на идеја за светоглед за познавањето на феномените и својствата на околниот свет. .

Цели на часот: Работете на развивање на вештини за анализирање на својствата и појавите врз основа на знаење, нагласете ја главната причина што влијае на резултатот. Развијте комуникациски вештини. Во фазата на изнесување хипотези, развијте орален говор. Да се ​​провери нивото на самостојно размислување на ученикот во однос на примената на знаењето од страна на учениците во различни ситуации.

Архимед е извонреден научник на Античка Грција, роден во 287 година п.н.е. во пристанишниот и бродоградежниот град Сиракуза на островот Сицилија. Архимед добил одлично образование од неговиот татко, астрономот и математичар Фидијас, роднина на сиракозанскиот тиранин Хиеро, кој го покровител Архимед. Во младоста поминал неколку години во најголемиот културен центар во Александрија, каде развил пријателски односи со астрономот Конон и географ-математичарот Ератостен. Ова беше поттик за развој на неговите извонредни способности. Тој се вратил во Сицилија како зрел научник. Тој стана познат по своите бројни научни трудови, главно од областа на физиката и геометријата.

Последните години од животот, Архимед бил во Сиракуза, опколен од римската флота и војска. Бев на 2ро место Пунска војна. И големиот научник, не штедејќи напор, ја организира инженерската одбрана на својот роден град. Тој изградил многу неверојатни борбени возила кои потопувале непријателски бродови, ги искршиле на парчиња и уништувале војници. Меѓутоа, војската на бранителите на градот била премала во споредба со огромната римска војска. И во 212 п.н.е. Сиракуза беше одземена.

Генијалецот на Архимед предизвикал восхит кај Римјаните и римскиот командант Марцел наредил да му го поштедат животот. Но, војникот, кој не го познавал Архимед по видување, го убил.

Едно од неговите најважни откритија бил законот, подоцна наречен закон на Архимед. Постои легенда дека идејата за овој закон дошла кај Архимед додека се капел, со извикот „Еурека! скокна од бањата и истрча гол да ја запише научната вистина што му дошла. Останува да се разјасни суштината на оваа вистина, треба да го потврдиме постоењето на пловната сила, да ги разбереме причините за нејзиното појавување и да изведеме правила за нејзино пресметување.

Притисокот во течност или гас зависи од длабочината на потопување на телото и доведува до појава на пловна сила која дејствува на телото и е насочена вертикално нагоре.

Ако телото се спушти во течност или гас, тогаш под дејство на пловна сила тоа ќе лебди од подлабоките слоеви кон поплитките. Дозволете ни да изведеме формула за одредување на силата на Архимед за правоаголен паралелепипед.

Притисокот на течноста на горниот дел од лицето е еднаков на

каде што: h1 е висината на течната колона над горниот раб.

Сила на притисок на врвот работ е еднаков

F1= p1*S = w*g*h1*S,

Каде: S - површина на горниот дел од лицето.

Притисокот на течноста на долниот дел од лицето е еднаков на

каде што: h2 е висината на течната колона над долниот раб.

Силата на притисок на долниот раб е еднаква на

F2= p2*S = w*g*h2*S,

Каде: S е плоштината на долната страна на коцката.

Бидејќи h2 > h1, тогаш р2 > р1 и F2 > F1.

Разликата помеѓу силите F2 и F1 е еднаква на:

F2 – F1 = w*g*h2*S – w*g*h1*S = w*g*S* (h2 – h1).

Бидејќи h2 – h1 = V е волумен на тело или дел од тело потопено во течност или гас, тогаш F2 – F1 = w*g*S*H = g* w*V

Производот на густина и волумен е масата на течноста или гасот. Затоа, разликата во силите е еднаква на тежината на течноста поместена од телото:

F2 – F1= mf*g = Пж = Фут.

Пловечката сила е Архимедовата сила, која го дефинира Архимедовиот закон

Резултатот од силите што делуваат на страничните страни е нула, затоа не е вклучен во пресметките.

Така, телото потопено во течност или гас искусува пловна сила еднаква на тежината на течноста или гасот поместен од него.

Законот на Архимед првпат го спомнал Архимед во неговиот трактат За лебдечки тела. Архимед напишал: „телата потешки од течноста, потопени во оваа течност, ќе потонат додека не стигнат до самото дно, а во течноста ќе станат полесни од тежината на течноста во волумен еднаков на волуменот на потопеното тело. ”

Да разгледаме како зависи Архимедовата сила и дали зависи од тежината на телото, волуменот на телото, густината на телото и густината на течноста.

Врз основа на формулата на Архимедовата сила, зависи од густината на течноста во која е потопено телото и од волуменот на ова тело. Но, тоа не зависи, на пример, од густината на супстанцијата на телото потопено во течноста, бидејќи оваа количина не е вклучена во добиената формула.
Сега да ја одредиме тежината на телото потопено во течност (или гас). Бидејќи двете сили што дејствуваат на телото во овој случај се насочени во спротивни насоки (силата на гравитацијата е надолу, а архимедовата сила е нагоре), тогаш тежината на телото во течноста ќе биде помала од тежината на телото во вакуум од Архимедовата сила:

P A = m t g – m f g = g (m t – m f)

Така, ако телото е потопено во течност (или гас), тогаш тоа губи тежина колку што тежи течноста (или гасот) што ја поместил.

Оттука:

Силата на Архимед зависи од густината на течноста и волуменот на телото или неговиот потопен дел и не зависи од густината на телото, неговата тежина и волуменот на течноста.

Определување на силата на Архимед со лабораториски метод.

Опрема: чаша чиста вода, чаша солена вода, цилиндар, динамометар.

Работен напредок:

• одредување на тежината на телото во воздухот;
• одреди ја тежината на телото во течноста;
• најдете ја разликата помеѓу тежината на телото во воздух и тежината на телото во течност.

4. Резултати од мерењето:

Заклучете како силата на Архимед зависи од густината на течноста.

Пловечката сила делува на тела од која било геометриска форма. Во технологијата најзастапени тела се цилиндрични и сферични форми, тела со развиена површина, шупливи тела во форма на топка, правоаголен паралелепипед или цилиндар.

Гравитационата сила се применува на центарот на масата на телото потопено во течност и е насочена нормално на површината на течноста.

Силата на кревање делува на телото од страната на течноста, е насочена вертикално нагоре и се применува на центарот на гравитација на поместениот волумен на течноста. Телото се движи во насока нормална на површината на течноста.

Ајде да ги дознаеме условите за пловечки тела, кои се засноваат на законот на Архимед.

Однесувањето на телото сместено во течност или гас зависи од односот помеѓу модулите на гравитација F t и Архимедовата сила F A , кои делуваат на ова тело. Можни се следните три случаи:

• F t > F A - телото се дави;
• F t = F A - телото плови во течност или гас;
• Ф т< F A - тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.

Друга формулација (каде што P t е густината на телото, P s е густината на медиумот во кој е потопен):

• P t > P s - телото тоне;
• P t = P s - телото плови во течност или гас;
• П т< P s - тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.

Густината на организмите кои живеат во вода е речиси иста со густината на водата, така што не им требаат силни скелети! Рибите ја регулираат нивната длабочина на нуркање со промена на просечната густина на нивното тело. За да го направат ова, тие треба само да го променат волуменот на мочниот меур за пливање со контракција или опуштање на мускулите.

Ако телото лежи на дното во течност или гас, тогаш силата на Архимед е нула.

Принципот на Архимед се користи во бродоградба и аеронаутика.

Дијаграм на лебдечко тело:

Линијата на дејство на силата на гравитација на телото G поминува низ тежиштето K (центар на поместување) на поместениот волумен на течност. Во нормална положба на пловечко тело, тежиштето на телото Т и центарот на поместување K се наоѓаат по истата вертикала, наречена оска на пливање.

При тркалање, центарот на поместување K се поместува до точката K1, а силата на гравитација на телото и архимедската сила FA формираат пар сили кои имаат тенденција или да го вратат телото во првобитната положба или да ја зголемат ролната.

Во првиот случај, пловечкото тело има статичка стабилност, во вториот случај нема стабилност. Стабилноста на телото зависи од релативна положбатежиштето на телото Т и метацентарот М (пресечната точка на линијата на дејство на архимедовата сила при тркалање со оската на пловидба).

Во 1783 година, браќата МОНТГОЛФИЕР направиле огромна хартиена топка, под која ставиле чаша со запален алкохол. Балонот се наполнил со топол воздух и почнал да се крева, достигнувајќи височина од 2000 метри.

Пловната сила што дејствува на тело потопено во течност е еднаква на тежината на течноста поместена од него.

"Еурека!" („Пронајдено!“) - ова е извикот, според легендата, направен од античкиот грчки научник и филозоф Архимед, кој го открил принципот на репресија. Легендата вели дека кралот на Сиракуза Херон II побарал од мислителот да утврди дали неговата круна е направена од чисто злато без да ѝ наштети на самата кралска круна. Не беше тешко да се измери круната на Архимед, но тоа не беше доволно - беше неопходно да се одреди волуменот на круната за да се пресмета густината на металот од кој е излеана и да се утврди дали е чисто злато.

Потоа, според легендата, Архимед, преокупиран со размислувања како да се одреди волуменот на круната, се втурнал во бањата - и одеднаш забележал дека нивото на водата во бањата се зголемило. И тогаш научникот сфатил дека волуменот на неговото тело помести еднаков волумен на вода, затоа, круната, ако се спушти во слив исполнет до работ, ќе помести волумен на вода еднаков на неговиот волумен. Беше најдено решение за проблемот и, според најчестата верзија на легендата, научникот истрча да ја пријави својата победа во кралската палатабез воопшто да се мачам да се облечам.

Сепак, она што е вистина е вистина: Архимед беше тој што откри принцип на пловност. Ако цврсто тело е потопено во течност, тоа ќе помести волумен на течност еднаков на волуменот на делот од телото потопен во течноста. Притисокот што претходно дејствувал на поместената течност сега ќе делува на цврстото тело што ја поместило. И, ако пловната сила што дејствува вертикално нагоре се покаже дека е поголема од силата на гравитацијата што го влече телото вертикално надолу, телото ќе лебди; во спротивно ќе потоне (дави). Говорејќи модерен јазик, телото плови ако тоа просечна густинапомала од густината на течноста во која е потопен.

Принципот на Архимед може да се толкува во однос на молекуларната кинетичка теорија. Во течност во мирување, притисокот се создава од влијанието на движечките молекули. Кога ќе се помести одреден волумен на течност цврсто тело, нагорниот импулс на судирите на молекулите ќе падне не на течните молекули поместени од телото, туку на самото тело, што го објаснува притисокот што се врши врз него одоздола и го турка кон површината на течноста. Ако телото е целосно потопено во течноста, пловната сила ќе продолжи да дејствува на него, бидејќи притисокот се зголемува со зголемувањето на длабочината, а долниот дел од телото е подложен на поголем притисок од горниот, каде што пловната сила се јавува. Ова е објаснувањето на пловната сила на молекуларно ниво.

Оваа шема на туркање објаснува зошто бродот направен од челик, кој е многу погуст од водата, останува да плови. Факт е дека волуменот на вода поместена од брод е еднаков на волуменот на челик потопен во вода плус волуменот на воздухот содржан во трупот на бродот под водената линија. Ако ја просечеме густината на обвивката на трупот и воздухот во него, излегува дека густината на бродот (како физичко тело) е помала од густината на водата, па затоа пловната сила што дејствува на него како резултат на нагорна Излегува дека импулсите на влијание на молекулите на водата се повисоки гравитациона силагравитацијата на Земјата што го влече бродот до дното - и бродот плови.

Законот на Архимед е формулиран на следниов начин: врз телото потопено во течност (или гас) делува пловна сила еднаква на тежината на течноста (или гасот) поместена од ова тело. Силата се нарекува со моќта на Архимед:

каде е густината на течноста (гас), е забрзувањето на слободниот пад и е волуменот на потопеното тело (или делот од волуменот на телото сместен под површината). Ако телото плови на површината или се движи рамномерно нагоре или надолу, тогаш пловната сила (исто така наречена Архимедова сила) е еднаква по големина (и спротивна во насока) на силата на гравитацијата што делува на волуменот на течноста (гас) поместена од страна на телото, и се применува на центарот на гравитација на овој волумен.

Телото плови ако Архимедовата сила ја балансира силата на гравитацијата на телото.

Треба да се напомене дека телото мора да биде целосно опкружено со течност (или да се пресекува со површината на течноста). Така, на пример, законот на Архимед не може да се примени на коцка која лежи на дното на резервоарот, херметички допирајќи го дното.

Што се однесува до тело кое е во гас, на пример во воздух, за да се најде силата на подигање потребно е да се замени густината на течноста со густината на гасот. На пример, балон со хелиум лета нагоре бидејќи густината на хелиумот е помала од густината на воздухот.

Архимедовиот закон може да се објасни со помош на разликата во хидростатичкиот притисок користејќи го примерот на правоаголно тело.

Каде П А , П Б- притисок во точките АИ Б, ρ - густина на течност, ч- ниво разлика помеѓу поени АИ Б, С- хоризонтална пресечна површина на телото, В- волумен на потопениот дел од телото.

18. Рамнотежа на тело во течност во мирување

Тело потопено (целосно или делумно) во течност доживува вкупен притисок од течноста, насочен од дното кон врвот и еднаков на тежината на течноста во волуменот на потопениот дел од телото. П vyt = ρ и gV Погр

За хомогено тело кое лебди на површината, врската е вистинита

Каде: В- волумен на лебдечкото тело; ρ м- густина на телото.

Постоечката теорија за лебдечко тело е доста обемна, па затоа ќе се ограничиме на разгледување само на хидрауличната суштина на оваа теорија.

Способноста на пловечкото тело, отстрането од состојба на рамнотежа, повторно да се врати во оваа состојба се нарекува стабилност. Тежината на течноста земена во волуменот на потопениот дел од бродот се нарекува поместување, а точката на примена на резултантниот притисок (т.е. центарот на притисокот) е центар за поместување. Во нормална положба на бродот, центарот на гравитација СОи центар на поместување глежи на истата вертикална линија О"-О", претставувајќи ја оската на симетрија на садот и наречена оска на навигација (сл. 2.5).

Нека под влијание надворешни силибродот се навалил под одреден агол α, дел од бродот KLMизлегол од течноста, и се дел К"Л"М", напротив, се втурна во него. Во исто време добивме нова позиција за центар на поместување д". Ајде да го примениме до точка д"лифт Ри продолжи линијата на неговото дејство додека не се пресече со оската на симетријата О"-О". Добиен поен мповикани метацентар, и сегментот mC = чповикани метацентрична висина. Ајде да броиме чпозитивна ако точка млежи над точката В, и негативни - во спротивно.

Ориз. 2.5. Вкрстен профил на садот

Сега разгледајте ги условите за рамнотежа на бродот:

1) ако ч> 0, тогаш бродот се враќа во првобитната положба; 2) ако ч= 0, тогаш ова е случај на индиферентна рамнотежа; 3) ако ч<0, то это случай неостойчивого равновесия, при котором продолжается дальнейшее опрокидывание судна.

Следствено, колку е помал центарот на гравитација и колку е поголема метацентричната висина, толку поголема ќе биде стабилноста на садот.

АРХИМЕДОВ ЗАКОН– закон за статика на течности и гасови, според кој на телото потопено во течност (или гас) дејствува пловна сила еднаква на тежината на течноста во волуменот на телото.

Фактот дека одредена сила делува на тело потопено во вода е добро познато на сите: тешките тела се чини дека стануваат полесни - на пример, нашето сопствено тело кога се потопуваат во бања. Кога пливате во река или во море, лесно можете да кревате и преместувате многу тешки камења по дното - оние што не можеме да ги подигнеме на копно; истиот феномен се забележува кога, поради некоја причина, кит е измиен на брегот - животното не може да се движи надвор од водната средина - неговата тежина ги надминува можностите на неговиот мускулен систем. Во исто време, лесните тела се спротивставуваат на потопување во вода: потонувањето на топка со големина на мала лубеница бара и сила и умешност; Најверојатно нема да биде можно да се потопи топка со дијаметар од половина метар. Интуитивно е јасно дека одговорот на прашањето - зошто едно тело плови (а друго тоне) е тесно поврзан со ефектот на течноста врз телото потопено во него; човек не може да се задоволи со одговорот дека лесните тела пловат, а тешките тонат: челична плоча, се разбира, ќе потоне во вода, но ако од неа направите кутија, тогаш може да лебди; сепак, нејзината тежина не се променила. За да се разбере природата на силата што дејствува на потопено тело од страната на течноста, доволно е да се разгледа едноставен пример (сл. 1).

Коцка со раб апотопени во вода, а и водата и коцката се неподвижни. Познато е дека притисокот во тешка течност се зголемува пропорционално на длабочината - очигледно е дека повисока колона течност посилно притиска на основата. Многу помалку е очигледно (или воопшто не е очигледно) дека овој притисок делува не само надолу, туку и настрана и нагоре со ист интензитет - ова е законот на Паскал.

Ако ги земеме предвид силите што дејствуваат на коцката (слика 1), тогаш поради очигледната симетрија, силите што дејствуваат на спротивните странични лица се еднакви и спротивно насочени - тие се обидуваат да ја компресираат коцката, но не можат да влијаат на нејзината рамнотежа или движење. . Остануваат сили кои дејствуваат на горните и долните лица. Нека ч– длабочина на потопување на горниот дел од лицето, р- густина на течност, е– забрзување на гравитацијата; тогаш притисокот на горното лице е еднаков на

р· е · h = стр 1

и на дното

р· е(ч+а)= стр 2

Силата на притисок е еднаква на притисокот помножен со површината, т.е.

Ф 1 = стр 1 · а\up122, Ф 2 = стр 2 · а\up122 , каде а- раб на коцка,

и силата Ф 1 е насочен надолу и силата Ф 2 – нагоре. Така, дејството на течноста на коцката се намалува на две сили - Ф 1 и Ф 2 и се определува со нивната разлика, што е силата на пловност:

Ф 2 – Ф 1 =р· е· ( ч+а)а\up122 - р га· а 2 = стр 2

Силата е пловна, бидејќи долниот раб природно се наоѓа под горниот и силата што дејствува нагоре е поголема од силата што дејствува надолу. Магнитуда Ф 2 – Ф 1 = стр 3 е еднаква на волуменот на телото (коцка) а 3 помножено со тежината на еден кубен сантиметар течност (ако земеме 1 cm како единица должина). Со други зборови, пловната сила, која често се нарекува Архимедова сила, е еднаква на тежината на течноста во волуменот на телото и е насочена нагоре. Овој закон е воспоставен од античкиот грчки научник Архимед, еден од најголемите научници на Земјата.

Ако тело со произволен облик (сл. 2) зафаќа волумен во течноста В, тогаш ефектот на течноста врз телото е целосно определен од притисокот распореден по површината на телото, и забележуваме дека тој притисок е целосно независен од материјалот на телото - („течноста не се грижи што да притиснете на“).

За да ја одредите добиената сила на притисок на површината на телото, треба ментално да ја отстраните од јачината на звукот Вдадено тело и пополнете го (ментално) овој волумен со истата течност. Од една страна, има сад со течност во мирување, од друга страна, внатре во волуменот В– тело кое се состои од дадена течност, а ова тело е во рамнотежа под влијание на сопствената тежина (течноста е тешка) и притисокот на течноста на површината на волуменот В. Бидејќи тежината на течноста во волуменот на телото е еднаква на pgVи се балансира со резултантните сили на притисок, тогаш неговата вредност е еднаква на тежината на течноста во волуменот В, т.е. pgV.

Имајќи ментално направено обратна замена - ставајќи ја во волумен Вдадено тело и забележувајќи дека оваа замена нема да влијае на распределбата на силите на притисокот на површината на волуменот В, можеме да заклучиме: на тело потопено во тешка течност во мирување се дејствува со сила нагоре (архимедова сила), еднаква на тежината на течноста во волуменот на даденото тело.

Слично, може да се покаже дека ако телото е делумно потопено во течност, тогаш архимедовата сила е еднаква на тежината на течноста во волуменот на потопениот дел од телото. Ако во овој случај архимедовата сила е еднаква на тежината, тогаш телото лебди на површината на течноста. Очигледно, ако, при целосно потопување, архимедовата сила е помала од тежината на телото, тогаш тоа ќе се удави. Архимед го воведе концептот на „специфична тежина“ е, т.е. тежина по единица волумен на супстанција: е = стр; ако претпоставиме дека за вода е= 1, тогаш цврсто тело од материја за кое е> 1 ќе се удави, и кога е < 1 будет плавать на поверхности; при е= 1 тело може да лебди (лебди) во течност. Како заклучок, забележуваме дека законот на Архимед го опишува однесувањето на балоните во воздухот (во мирување при мала брзина).

Владимир Кузњецов