Buoyancy force

Litte wy in ienfâldige eksperimint: nim in bytsje opblaasber rubberen bal en "imbedded" yn wetter. As Immersion djipte is sels 1-2 meter, it is maklik om te sjen dat har volume wurdt werombrocht, ie, oan alle kanten de bal sil crimp wat krêft. It wurdt meastentiids sein dat der "skuldich" hydrostatic druk - In lichaamlike troepen docht op stasjonêre Fluids ûnderdompele lichem. Hydrostatic troepen stelt op it lichem fan alle kanten, en harren resultante, bekend as de Argimedes krêft, noch neamd it ejection, dy't oerienkomt mei de rjochting fan syn effekt op it lichem ûnderdompele yn in focht.

Argimedes ûntdekte syn wet allinnich eksperimintele, en syn teoretyske ferantwurding wachte hast 2.000 jier foar Pascal ûntduts de wet fan hydrostatics foar Stationary floeiber. Neffens dy wet, de druk trochjûn troch de floeistof yn alle rjochtings likefolle wat it gebiet dêr't it beslút, op alle fleantugen bounding de floeistof, en syn wearde is proporsjoneel oan it oerflak P en S lâns de normale dêrby. Pascal iepene en kontrolearre de wet op de ûnderfining yn 1653. Neffens him, op it oerflak fan in lichem ûnderdompele yn de floeistof oan alle kanten troch de hydrostatic druk.

Der fan út dat skip mei wetter yn 'e foarm fan in lichem ûnderdompele cube djipte H nei L - ôfstân fan it wetter oerflak oan de top gesicht. As dizze leger bound is foar in djipte H + L. De krêft vector F1, stelt op 'e boppeste gesicht is rjochte nei ûnderen en F1 = r * g * H * S, dêr't r - vloeibaar tichtheid, g - fersnelling fan dregens foar.

De vector krêft F2, útoefene op 'e legere fleantúch omheech, en syn wearde wurdt jûn troch F2 = r * g * (H + L) * S.

De Vectors fan krêften docht op kant oppervlakken ûnderling balansearre, dus dêrnei útsletten tsjinprestaasje. Buoyancy force F2> F1 en regissearre fan ûnderen nei boppe, en ferbûn oan de boaiem antlit fan de kubus. Define syn wearde F:

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

Tink derom dat L * S - .. Is it folume fan in kubus V, en m foar r * g = p stelt it floeistof gewicht ienheid, dan de formule gewicht fan it Archimedean krêft bepaalt it folume fan de floeistof lyk oan it folume fan de kubus, i.e. Dat is no krekt it gewicht fan de floeistof ferdreaun troch it lichem. It is nijsgjirrich om te praten oer Archimedes 'prinsipe mooglik is allinne foar it miljeu, dêr't sprake is de swiertekrêft - yn omstannichheden fan weightlessness, de wet net wurket. Ta beslút, de formule fan 'e wet fan Argimedes is as folget:

F = p * V, dêr't p - floeistof spesifike swiertekrêft.

Archimedean krêft kin tsjinje as de basis foar de analyze fan 'e buoyancy lichems. De betingst foar de analyse is de ferhâlding fan it gewicht lichem laden Pm en Pf gewicht vloeistof mei in volume lyk oan it folume fan de ferdjippe yn de floeibere lichem. As Pm = PX, it lichem driuwen yn 'e floeistof, en as Pr> Pf, it lichem Sinks. Oars, it lichem nei foaren as de buoyant krêft is lyk oan it gewicht fan it ferdreaun ynspringende diel fan it wetter lichem.

Archimedes 'prinsipe en syn gebrûk hat in lange skiednis yn technology, begjinnend mei it klassike foarbyld fan it brûken fan alle bekende en driuwende foarsjennings oan ballonnen en airships. Hjir is it spile in rol dat it gas ferwiist nei in steat fan matearje dat is hiel fluid Simulearret. Sa, yn 'e loft omjouwing oan eltse foarwerp buoyancy krêft aktearjen besibbe itselde as yn de floeistof. It earste besykjen om te fieren út luchtballon flecht naam Montgolfier bruorren - se folle in ballon mei waarme reek, sadat it gewicht fan in finzene yn in luchtballon wie minder as it gewicht fan it itselde folume fan de kâlde lucht. Dat wie de oarsaak fan 'e lift, en syn wearde waard definiearre as it ferskil yn gewicht fan de beide dielen. In fierdere ferbettering wie ballonnen burner, dêr't kontinu verwarmt de lucht binnen de ballon. It is dúdlik dat it berik ôfhinklik fan de lingte fan de lange baan skood. Letter op airships brûkt wurde foar it ynfoljen fan in gas mei in spesifyk de swiertekrêft minder as dat fan lucht.