Sức mạnh của Archimedes

Archimedes khéo léo đã lớn lên trong một gia đình của một nhà toán học, đã nhận được một nền giáo dục tuyệt vời ở Alexandria và trải qua cả cuộc đời của mình tại thị trấn Syracuse của Sicily. Ông trở thành người sáng lập ra cơ học lý thuyết, thành công trong việc tìm ra diện tích bề mặt và khối lượng của các hình và thân khác nhau. Thường thì nhớ lại cụm từ nổi tiếng của ông: "Hãy cho tôi một điểm hỗ trợ, và tôi sẽ biến trái đất!" Và tiếng hét của "Eureka!" Khi ông phát hiện ra luật, sau đó được đặt tên theo ông. Ngoài ra, ông còn là một nhà khoa học xuất sắc trong lĩnh vực hình học và cơ học, và những thành tựu về kỹ thuật của ông gây ngạc nhiên cho những người cùng thời với sự dũng cảm của thiết kế của ông và sự hùng vĩ của các kết quả. Ông xây dựng các máy phóng có sức ném cao, hệ thống cơ chế đòn bẩy của nó cho phép nâng tàu lên mặt nước, và khối phản chiếu ánh sáng mặt trời do ông phát minh đã đốt cháy đội tàu La mã khi cuộc bao vây thành Syracuse.

Trong số những khám phá khác mà lịch sử kết hợp với cái tên của nhà khoa học tài giỏi này, trong lực lượng vật lý của Archimedes mãi mãi. Khám phá này liên quan đến nhu cầu thiết thực: nó được yêu cầu phải xác định sự trung thực của những người trang sức đã sản xuất vương miện cho vua Hiero II. Cái mà bây giờ được gọi là lực hấp dẫn cụ thể đã được biết đến trong những thời điểm đó, nhưng làm thế nào để xác định khối lượng của một sản phẩm phức tạp như vậy là không thể hiểu được. Truyền thuyết liên tục liên kết việc khám phá ra luật của Archimedes với sự chấp nhận của một nhà tắm bởi một nhà khoa học. Bản chất của khám phá này là lực phao của Archimedes tác động lên cơ thể trong chất lỏng, định nghĩa đó là đối tượng quan tâm đặc biệt của các nhà thiết kế của thiết bị bơi lội, các thiết bị hoạt động trong chất lỏng, dưới nước, cũng như các vật bóng bay, balloon, thăm dò, airship ... .

Công thức cổ điển của luật nói rằng lực của Archimedes bằng trọng lượng chất lỏng mà cơ thể đắm mình trong nó đã di chuyển. Theo định nghĩa này, công thức được mô tả rất dễ dàng: nếu chúng ta giả định rằng thể tích của cơ thể đắm trong chất lỏng là 0, và trọng lực riêng của chất lỏng là p, thì sản phẩm của chúng là lực Archimedes mong muốn. Công thức tính được tính như sau:

Φα = ρ * 0

Rất thường có một sự cám dỗ để kiểm tra luật Archimedes đối với khí - mật độ của chất lỏng và khí là quá nhiều khác nhau. Đối với những người hoài nghi, có một thí nghiệm khá đơn giản. Trong hộp với khả năng bơm không khí, chúng tôi đặt trên một quy mô một quả bóng lớn, ví dụ như kính, và cân bằng trọng lượng kim loại của nó.

Vì vậy, trong không khí, trọng lượng của quả bóng cân bằng trọng lượng của trọng lượng và chúng ta có thể viết bằng Pm = Pr, được thỏa mãn, vì Đối tượng cân bằng. Nếu ban đầu chúng ta giả định rằng luật Archimedes là hợp lệ, sau đó lực của Archimedes Φι và Φ 2 tác động lên quả bóng và trọng lượng, và sau đó điều kiện cân bằng có thể được viết lại theo cách khác:

Pm = Pi, - Pi và Pi = Pi, - Pi, trong đó Pi, và Pi, là trọng lượng của quả bóng và trọng lượng trong khoảng trống. Sau đó chúng ta hành động như chúng ta được dạy ở trường: Pm1 = Pm = Pi1 - P2, từ đó Pm1 = Pi1 - P2 + Pm = Pi + ($ m - F2).

Trường hợp vẫn còn nhỏ - cần phải tiết lộ nội dung của lực đẩy cho hình cầu và quả tạ: $ m = p * 0m và $ 2 = p * O2.

Chúng tôi thực hiện thay thế các giá trị của lực đẩy trong biểu thức cho Pm.

Pm1 = Pr1 - Φι + Φω = Pr1 + (p * Ow - p * og) = Pr1 + p * (Oy - O2).

Cuối cùng, đối với trọng lượng của quả bóng trong khoảng trống, chúng ta có một biểu thức mà, với thực tế là Dm> Dg, không nghi ngờ gì: trọng lượng của quả bóng trong khoảng trống lớn hơn trọng lượng của quả tạ, mặc dù trong không khí chúng cân bằng: Pm = Pr2 + p * ).

Lý do cho kết luận này là sức mạnh của Archimedes phụ thuộc vào trọng lượng cụ thể của không khí và khối lượng của quả cầu. Trong trường hợp của chúng tôi, rất dễ kiểm tra kết luận này - bạn cần phải sơ tán không khí ra khỏi hộp. Nếu điều này được thực hiện, thì người ta có thể đảm bảo rằng luật pháp là một luật, và nó luôn luôn và ở mọi nơi được thực hiện, cả trong chất lỏng và trong khí. Xác nhận điều này sẽ là trọng lượng đã cân bằng trước đó, một quả bóng.

Thiết bị, sự tồn tại của nó là một minh chứng liên tục của luật Archimedes trong tất cả các biểu hiện của nó, là một tàu ngầm. Việc điều chỉnh trọng lượng của một con tàu để thực hiện tất cả các biến thể của sự di chuyển với sự trợ giúp của các két dằn là một ví dụ sống động về việc sử dụng thực tế của một khám phá rất cổ xưa trong điều kiện hiện đại.