Grym hynofedd

Gadewch i ni wneud arbrawf syml: cymryd ychydig pêl rwber chwyddedig a "imbedded" mewn dŵr. Os ddyfnder trochi yn oed 1-2 metr, mae'n hawdd gweld bod ei gyfaint yn cael ei leihau, hy, ar bob ochr, bydd y bêl Crimp rhywfaint o rym. Fel arfer, dywedir fod yna "euog" pwysau hydrostatig - A grymoedd ffisegol sy'n gweithredu ar hylifau llonydd corff drochi. grymoedd hydrostatig sy'n gweithredu ar y corff o bob ochr, ac mae eu sgil hynny, a elwir yn y llu Archimedes, dal a elwir y alldafliad, sy'n cyfateb i gyfeiriad ei effaith ar y corff ymgolli mewn hylif.

Archimedes darganfod ei gyfraith yn unig arbrofol, ac mae ei gyfiawnhad damcaniaethol aros am bron i 2,000 o flynyddoedd cyn Pascal darganfod cyfraith hydrostatics gyfer hylif llonydd. Yn ôl y gyfraith hon, y pwysau a drosglwyddir drwy'r hylif i bob cyfeiriad waeth beth yr ardal y mae'n gweithredu ar yr holl awyrennau bounding yr hylif, ac mae ei gwerth yn gymesur i P wyneb a S ar hyd y hynny arferol. Agorodd Pascal a gwirio y gyfraith ar brofiad yn 1653. Yn ôl iddo, ar wyneb corff ymgolli yn yr hylif ar bob ochr gan y pwysau hydrostatig.

Tybiwch fod llong gyda dŵr ar ffurf corff trwytho ciwb ddyfnder H i L - pellter o wyneb y dŵr i'r wyneb uchaf. Pan fydd hyn yn is rhwymo yn un ar gyfer H dyfnder + L. Mae'r F1 fector grym, yn gweithredu ar y wyneb uchaf yn cael ei gyfeirio tuag at i lawr ac yn F1 = r * g * H * S, lle mae r - dwysedd hylif, g - cyflymu disgyrchiant.

Mae'r F2 grym fector, a roddir ar yr awyren isaf i fyny, ac mae ei werth yn cael ei roi gan F2 = r * g * (H + L) * S.

Mae fectorau grymoedd sy'n gweithredu ar arwynebau ochr gytbwys i'r ddwy ochr, felly ar ôl hynny eu heithrio rhag cael eu hystyried. Hynofedd grym F2> F1 ac yn cyfarwyddo o'r gwaelod i fyny, ac ynghlwm wrth y wyneb waelod y ciwb. Diffinio ei werth F:

F = F2 - F1 = r * g * (H + L) * S - r * g * H * S = r * g * L * S

Sylwch fod L * S - .. A yw cyfaint ciwb V, a mi r * g = p cynrychioli'r uned pwysau hylif, yna bydd y pwysau fformiwla y grym Archimedes yn penderfynu faint o hylif sy'n hafal i gyfaint y ciwb, h.y. Mae hyn yn union pwysau'r hylif dadleoli gan y corff. Mae'n ddiddorol siarad am egwyddor Archimedes ' yn bosib dim ond ar gyfer yr amgylchedd, lle mae grym disgyrchiant - mewn amodau o weightlessness, nid yw'r gyfraith yn gweithio. Yn olaf, mae'r fformiwla y gyfraith Archimedes fel a ganlyn:

F V = p *, lle mae p - disgyrchiant penodol hylif.

Gall grym Archimedes yn gwasanaethu fel sail ar gyfer y dadansoddiad o'r cyrff hynofedd. Yr amod ar gyfer dadansoddi yw cymhareb y corff pwysau llwytho Pm a PF hylif pwysau gyda chyfaint cyfartal i gyfaint y ymgolli mewn i'r corff hylif. Os Pm = PX, y corff fel y bo'r angen yn yr hylif, ac os Pr> PF, y sinciau corff. Fel arall, mae'r corff yn ymddangos fel y grym fywiog hafal pwysau'r y rhan cilfachog taflu allan y corff dŵr.

Mae egwyddor Archimedes 'a'r defnydd hanes hir mewn technoleg, gan ddechrau gyda'r enghraifft glasurol o ddefnyddio pob hysbys a chyfleusterau i balwnau a awyrlongau fel y bo'r angen. Yma, mae'n chwarae rhan y mae'r nwy yn cyfeirio at gyflwr o fater sydd yn efelychu eithaf hylif. Felly, yn yr amgylchedd awyr i unrhyw heddlu hynofedd wrthrych yn gweithredu yn debyg un fath ag yn yr hylif. Mae'r ymdrechion cyntaf i gynnal hedfan balŵn awyr cymerodd brodyr Montgolfier - maent lenwi balwn gyda mwg cynnes, fel bod y pwysau carcharor mewn balŵn aer yn llai na'r pwysau yr un cyfaint o aer oer. Roedd hyn achos y lifft, ac mae ei werth ei ddiffinio fel y gwahaniaeth mewn pwysau o'r ddwy gyfrol. Roedd gwelliant pellach yn balwnau llosgwr, a oedd yn barhaus yn cynhesu'r aer y tu mewn i'r balwn. Mae'n amlwg bod yr ystod yn ddibynnol ar hyd y llosgydd. Yn ddiweddarach ar awyrlongau a ddefnyddir ar gyfer llenwi nwy gyda disgyrchiant penodol yn llai na hynny o aer.