Arximed qüvvələrinin forması. Üzmə qüvvəsi. Təsvir, formula. Hidrostatik təzyiq və Arximed qanunu

Maye və ya qaza batırılmış cisim bu cismin yerindən çıxardığı mayenin və ya qazın çəkisinə bərabər olan qaldırıcı qüvvəyə məruz qalır.

İnteqral formada

Arximedin gücü həmişə cazibə qüvvəsinin əksinə yönəldilmişdir, buna görə də maye və ya qazdakı cismin çəkisi həmişə bu cismin vakuumdakı çəkisindən az olur.

Əgər cisim səthdə üzürsə və ya bərabər şəkildə yuxarı və ya aşağı hərəkət edirsə, o zaman üzmə qüvvəsi (həmçinin deyilir) Arximed qüvvəsi) cismin yerdəyiştirdiyi mayenin (qazın) həcminə təsir edən cazibə qüvvəsinə böyüklüyünə bərabərdir (və əksinə) və bu həcmin ağırlıq mərkəzinə tətbiq edilir.

Qazda, məsələn, havada olan cisimlərə gəldikdə, qaldırıcı qüvvəni (Arximed Gücü) tapmaq üçün mayenin sıxlığını qazın sıxlığı ilə əvəz etmək lazımdır. Məsələn, helium balonu, heliumun sıxlığının havanın sıxlığından az olması səbəbindən yuxarıya doğru uçur.

Qravitasiya sahəsi (Gravity) olmadıqda, yəni çəkisizlik vəziyyətində, Arximed qanunu işləmir. Astronavtlar bu fenomenlə kifayət qədər tanışdırlar. Xüsusilə, sıfır cazibə qüvvəsində konveksiya fenomeni (kosmosda havanın təbii hərəkəti) yoxdur, buna görə də, məsələn, havanın soyudulması və kosmik gəminin yaşayış bölmələrinin havalandırılması fanatlar tərəfindən məcburi şəkildə həyata keçirilir.

İstifadə etdiyimiz düsturda:

Arximed qüvvəsi

Maye sıxlığı

Arximed qanunu maye və qazların statikası qanunudur ki, ona görə mayeyə (və ya qaza) batırılmış cismə bədənin həcmində mayenin çəkisinə bərabər olan qaldırıcı qüvvə təsir edir.

Fon

"Evrika!" ("Tapıldı!") - bu, əfsanəyə görə, repressiya prinsipini kəşf edən qədim yunan alimi və filosofu Arximedin söylədiyi nidadır. Rəvayətə görə, Sirakuza kralı II Heron mütəfəkkirdən kral tacının özünə zərər vermədən tacının xalis qızıldan olub-olmadığını müəyyən etməyi xahiş etmişdir. Arximedin tacını ölçmək çətin deyildi, lakin bu kifayət deyildi - onun töküldüyü metalın sıxlığını hesablamaq və onun xalis qızıl olub-olmadığını müəyyən etmək üçün tacın həcmini müəyyən etmək lazım idi. Sonra, əfsanəyə görə, tacın həcmini necə təyin etmək barədə fikirlərlə məşğul olan Arximed vannaya qərq oldu və birdən hamamdakı suyun səviyyəsinin qalxdığını gördü. Və sonra alim başa düşdü ki, bədəninin həcmi bərabər həcmdə suyu sıxışdırır, buna görə də tac, ağzına qədər dolu bir hövzəyə endirilsə, həcminə bərabər su həcmini yerindən çıxaracaqdır. Problemin həlli tapıldı və əfsanənin ən geniş yayılmış versiyasına görə, alim paltarını geyinməyə belə zəhmət çəkmədən kral sarayına qələbəsini bildirmək üçün qaçdı.

Ancaq doğru olan həqiqətdir: üzmə prinsipini kəşf edən Arximed olmuşdur. Əgər bərk cisim mayeyə batırılırsa, o, mayeyə batırılmış cismin hissəsinin həcminə bərabər olan maye həcmini sıxışdıracaq. Əvvəllər yerdəyişmiş mayeyə təsir edən təzyiq indi onu yerdəyişdirən bərk cismə təsir edəcək. Və əgər şaquli olaraq yuxarıya doğru hərəkət edən qaldırıcı qüvvə bədəni şaquli olaraq aşağı çəkən cazibə qüvvəsindən böyük olarsa, bədən üzəcək; əks halda batacaq (batacaq). Müasir dillə desək, cismin orta sıxlığı batırıldığı mayenin sıxlığından az olarsa, üzər.

Arximed Qanunu və Molekulyar Kinetik Nəzəriyyə

İstirahətdə olan bir mayedə təzyiq hərəkət edən molekulların təsirindən yaranır. Müəyyən bir həcmdə maye bərk cisim tərəfindən yerdəyişdirildikdə, molekulların toqquşmasının yuxarı impulsu bədən tərəfindən yerdəyişdirilmiş maye molekullarına deyil, bədənin özünə düşəcək, bu da aşağıdan və itələyən təzyiqi izah edir. mayenin səthinə doğru. Bədən tamamilə mayeyə batırılırsa, üzmə qüvvəsi ona təsir etməyə davam edəcək, çünki dərinlik artdıqca təzyiq artır və bədənin aşağı hissəsi yuxarıdan daha çox təzyiqə məruz qalır, bu da qaldırıcı qüvvənin olduğu yerdir. yaranır. Bu, molekulyar səviyyədə qaldırıcı qüvvənin izahıdır.

Bu itələmə nümunəsi sudan daha sıx olan poladdan hazırlanmış gəminin niyə suda qaldığını izah edir. Məsələ burasındadır ki, gəminin yerindən çıxardığı suyun həcmi suya batırılmış poladın həcminə və su xəttinin altındakı gəminin gövdəsinin içərisində olan havanın həcminə bərabərdir. Gəminin qabığının və onun içindəki havanın sıxlığını orta hesabla alsaq, məlum olur ki, gəminin sıxlığı (fiziki bədən kimi) suyun sıxlığından azdır, buna görə də nəticədə ona təsir edən üzmə qüvvəsi su molekullarının təsirinin yuxarı impulslarının gəmini dibinə doğru çəkərək Yerin cazibə qüvvəsindən daha yüksək olduğu ortaya çıxır və gəmi üzür.

Formalaşdırma və izahatlar

Suya batırılmış bədənə müəyyən qüvvənin təsir etməsi hər kəsə yaxşı məlumdur: ağır cisimlər sanki yüngülləşir - məsələn, hamama batırılanda öz bədənimiz. Çayda və ya dənizdə üzərkən çox ağır daşları - quruda qaldırıla bilməyən daşları asanlıqla qaldıra və hərəkət etdirə bilərsiniz. Eyni zamanda, yüngül bədənlər suya batırmağa müqavimət göstərir: kiçik bir qarpız ölçüsündə bir topu batırmaq həm güc, həm də çeviklik tələb edir; Çox güman ki, yarım metr diametrli bir topu batırmaq mümkün olmayacaq. Intuitiv olaraq aydındır ki, sualın cavabı - niyə bir cismin üzüb getməsi (və digərinin batması) mayenin ona batırılmış bədənə təsiri ilə sıx bağlıdır; yüngül cisimlərin üzür, ağırlarının batması cavabı ilə kifayətlənmək olmaz: polad boşqab, təbii ki, suya batacaq, amma ondan qutu düzəltsən, üzə bilər; lakin onun çəkisi dəyişməyib.

Hidrostatik təzyiqin olması maye və ya qazdakı hər hansı bir cismə təsir edən qaldırıcı qüvvə ilə nəticələnir. Arximed ilk dəfə mayelərdə bu qüvvənin dəyərini eksperimental olaraq təyin etdi. Arximed qanunu aşağıdakı kimi tərtib edilmişdir: maye və ya qaza batırılmış bir cismə bədənin batırılmış hissəsi tərəfindən yerdəyişdirilən maye və ya qaz miqdarının çəkisinə bərabər olan bir qaldırma qüvvəsi tətbiq olunur.

Düstur

Mayeyə batırılmış cismə təsir edən Arximed qüvvəsini aşağıdakı düsturla hesablamaq olar: F A = ρ f gV Cümə,

burada ρl mayenin sıxlığıdır,

g - sərbəst düşmə sürəti,

Vpt mayeyə batırılmış bədən hissəsinin həcmidir.

Maye və ya qazda yerləşən cismin davranışı bu cismə təsir edən Ft cazibə modulları ilə Arximed qüvvəsi FA arasındakı əlaqədən asılıdır. Aşağıdakı üç hal mümkündür:

1) Ft > FA – bədən batır;

2) Ft = FA – bədən maye və ya qazda üzür;

3) Ft< FA – тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.

Niyə biz dənizin dibinə batmadan səthində uzana bilərik? Nə üçün ağır gəmilər suyun səthində üzür?

Yəqin ki, insanları və qayıqları, yəni bütün cisimləri sudan çıxaran və onların səthdə üzməsinə şərait yaradan bir növ qüvvə var.

Bir maye və ya qazdakı təzyiqin cismin batırılma dərinliyindən asılılığı maye və ya qaza batırılmış hər hansı bir cismə təsir edən bir qaldırıcı qüvvənin və ya başqa bir şəkildə Arximed qüvvəsinin meydana gəlməsinə səbəb olur. Bir nümunədən istifadə edərək Arximed qüvvəsinə daha yaxından nəzər salaq.

Hamımız gölməçələrdən qayıqları suya saldıq. Kapitansız qayıq nədir? Nə müşahidə etdik? Gəmi kapitanın ağırlığı altında daha dərinə batır. Bəs gəmimizə beş-səkkiz kapitan yerləşdirsək necə olar? Bizim qayıq dibinə batdı.

Bu təcrübədən faydalı nə öyrənə bilərik? Qayığın çəkisi artdıqda gördük ki, qayıq suya daha aşağı batdı. Yəni bədən çəkisi suyun təzyiqini artırdı, lakin üzmə qüvvəsi dəyişməz qaldı.

Bədənin çəkisi üzmə qüvvəsinin böyüklüyünü aşdıqda, bu qüvvənin təsiri ilə qayıq dibinə batdı. Yəni müəyyən bir cisim üçün eyni olan, lakin müxtəlif cisimlər üçün fərqli olan üzmə qüvvəsi var.

Arximed qüvvəsi olaraq da bilinən, mayeyə batırılmış bir cismə təsir edən üzmə qüvvəsi bu cismin yerindən çıxardığı mayenin ağırlığına bərabərdir.

Kərpic, hər kəsin bildiyi kimi, hər halda dibinə batacaq, ancaq taxta bir qapı yalnız səthdə üzməyəcək, həm də bir neçə sərnişini saxlaya bilər. Bu qüvvəyə Arximed qüvvəsi deyilir və düsturla ifadə olunur:

Fout = g*m f = g* ρ f * V f = P f,

burada m mayenin kütləsidir,

Pf isə bədən tərəfindən yerdəyişdirilən mayenin çəkisidir.

Kütləmiz bərabər olduğundan: m f = ρ f * V f, onda Arximed qüvvəsinin düsturundan görürük ki, bu, batırılmış cismin sıxlığından deyil, yalnız yerdəyişən mayenin həcmindən və sıxlığından asılıdır. bədən tərəfindən.

Arximed qüvvəsi vektor kəmiyyətidir. Suya qaldırıcı qüvvənin olmasının səbəbi bədənin yuxarı və aşağı hissələrinə təzyiq fərqidir.Şəkildə göstərilən təzyiq daha böyük dərinliyə görə P 2 > P 1-dir. Arximed qüvvəsinin yaranması üçün bədənin ən azı qismən mayeyə batırılması kifayətdir.

Deməli, əgər cisim mayenin səthində üzürsə, bu cismin mayeyə batırılmış hissəsinə təsir edən qaldırıcı qüvvə bütün bədənin cazibə qüvvəsinə bərabərdir. Bədənin sıxlığı mayenin sıxlığından böyükdürsə, bədən batır, azdırsa, üzür.

Mayeyə batırılmış cisim, yerindən çıxardığı suyun çəkisi qədər çəkisini itirir. Odur ki, cismin çəkisi eyni həcmdə olan suyun çəkisindən az olarsa, o zaman səthdə üzür, çox olarsa, boğulacağını fərz etmək təbiidir.

Bədənin və suyun çəkisi bərabərdirsə, bütün su sakinləri kimi bədən suda olduqca yaxşı üzə bilər. Suda yaşayan orqanizmlərin sıxlığı suyun sıxlığından demək olar ki, fərqlənmir, ona görə də onların güclü skeletlərə ehtiyacı yoxdur!

Balıqlar bədənlərinin orta sıxlığını dəyişdirərək dalış dərinliyini tənzimləyirlər. Bunun üçün onlar yalnız əzələləri sıxaraq və ya rahatlaşdıraraq üzgüçülük kisəsinin həcmini dəyişdirməlidirlər.

Misir sahillərində heyrətamiz bir faqak balığı var. Təhlükənin yaxınlaşması fəqakı tez suyu udmağa məcbur edir. Eyni zamanda, qida məhsullarının sürətli parçalanması, əhəmiyyətli miqdarda qazların sərbəst buraxılması ilə balıq özofagusunda baş verir. Qazlar təkcə özofagusun aktiv boşluğunu deyil, həm də ona bağlı olan kor çıxıntını doldurur. Nəticədə faqaqın bədəni çox şişir və Arximed qanununa uyğun olaraq tez bir zamanda su anbarının səthinə çıxır. Burada bədənində ayrılan qazlar yox olana qədər başıaşağı vəziyyətdə üzür. Bundan sonra, cazibə qüvvəsi onu su anbarının dibinə endirir və burada alt yosunların arasına sığınır.

Təlimatlar

Arximed qüvvəsi bədənin yuxarı və aşağı hissələri səviyyəsində su təzyiqindəki fərq səbəbindən yaranır. H1 hündürlüyündə su sütunu bunun ağırlığına bərabər güclə yuxarı hissəyə basır. Aşağı hissə h2 hündürlüyündəki sütunun çəkisinə bərabər bir qüvvə ilə hərəkət edir. Bu hündürlük h1-in əlavə edilməsi və bədənin özünün hündürlüyü ilə müəyyən edilir. Paskal qanununa görə maye və ya qazda təzyiq bütün istiqamətlərdə bərabər paylanır. Yuxarı daxil olmaqla.

Aydındır ki, yuxarıya doğru hərəkət edən qüvvə aşağıya doğru hərəkət edən qüvvədən daha böyükdür. Ancaq qeyd etmək lazımdır ki, yalnız maye sütununun təsiri nəzərə alınır. Üzmə qüvvəsi bədənin öz ağırlığından asılı deyil. Hesablamalarda nə gövdənin hazırlandığı materialdan, nə də ölçülərindən başqa digər keyfiyyətlərindən istifadə edilmir. Arximed qüvvəsinin hesablanması yalnız mayenin sıxlığına və batırılmış hissənin həndəsi ölçülərinə əsaslanır.

İki yol var, mayeyə batırılmış cismə təsir edən Arximed qüvvəsi. Birincisi, cismin həcmini ölçmək və oxşar həcmdə olan mayenin çəkisini hesablamaqdan ibarətdir. Bunun üçün bədənin düzgün həndəsi formaya malik olması, yəni kub, paralelepiped, kürə, yarımkürə, konus olması lazımdır. Daha mürəkkəb formalı bərk cismin həcmini hesablamaq çox çətindir, ona görə də bu halda Arximed qüvvəsini təyin etmək üçün daha praktik üsul № 2 var. Amma bu barədə daha sonra.

Batırılmış cismin həcmini təyin etdikdən sonra onu mayenin sıxlığına vururuq və verilən sıxlığın homojen mühitində və sərbəst düşmə sürəti g (9,8 m/) bu cismə təsir edən üzmə qüvvəsinin böyüklüyünü tapırıq. s2). Arximed gücünü təyin etmək üçün formula belə görünür:
F=ρgV
ρ mayenin xüsusi sıxlığıdır;
g - sərbəst düşmə sürətlənməsi;
V yerdəyişmiş mayenin həcmidir.
Hər hansı bir qüvvə kimi, o da Nyutonla (N) ölçülür.

İkinci üsul yerdəyişmiş mayenin həcminin ölçülməsinə əsaslanır. Bu, Arximedi öz qanununun kəşfinə aparan təcrübəyə ən çox uyğun gəlir. Bu üsul həm də cismin qismən batırılması üçün Arximed qüvvəsini hesablayarkən çox əlverişlidir. Lazımi məlumatları əldə etmək üçün tədqiq olunan bədən bir ipə asılır və yavaş-yavaş mayeyə endirilir.

Bədənin suya batırılmasından əvvəl və sonra qabdakı mayenin səviyyəsini ölçmək, səviyyələr fərqini səth sahəsinə vurmaq və yerdəyişmiş mayenin həcmini tapmaq kifayətdir. Birinci halda olduğu kimi, bu həcmi mayenin sıxlığına və g ilə çarpırıq. Nəticədə alınan dəyər Arximed qüvvəsidir. Güc vahidinin Nyuton olması üçün həcmi m3, sıxlığı isə kq/m3 ilə ölçmək lazımdır.

Dərsin məqsədləri: üzən qüvvənin mövcudluğunu yoxlamaq, onun meydana gəlməsinin səbəblərini başa düşmək və onun hesablanması qaydalarını çıxarmaq, ətraf aləmin hadisələrinin və xassələrinin bilinməsi haqqında dünyagörüşü ideyasının formalaşmasına töhfə vermək.

Dərsin məqsədləri: Biliyə əsaslanan xassələri və hadisələri təhlil etmək bacarıqlarını inkişaf etdirmək, nəticəyə təsir edən əsas səbəbi vurğulamaq. Ünsiyyət bacarıqlarını inkişaf etdirin. Fərziyyələr irəli sürmə mərhələsində şifahi nitqi inkişaf etdirin. Müxtəlif vəziyyətlərdə tələbələrin biliklərini tətbiqi baxımından tələbənin müstəqil düşüncə səviyyəsini yoxlamaq.

Arximed eramızdan əvvəl 287-ci ildə anadan olmuş Qədim Yunanıstanın görkəmli alimidir. Siciliya adasındakı Sirakuzanın liman və gəmiqayırma şəhərində. Arximed əla təhsili atası, Arximedi himayə edən Sirakuz tiranı Hieronun qohumu olan astronom və riyaziyyatçı Fidiyadan almışdır. Gəncliyində bir neçə il İsgəndəriyyənin ən böyük mədəniyyət mərkəzində keçirdi, burada astronom Konon və coğrafiyaçı-riyaziyyatçı Eratosthenes ilə dostluq əlaqələri inkişaf etdirdi. Bu, onun görkəmli qabiliyyətlərinin inkişafına təkan oldu. Yetkin bir alim kimi Siciliyaya qayıtdı. O, əsasən fizika və həndəsə sahələrində çoxsaylı elmi əsərləri ilə məşhurlaşıb.

Arximed həyatının son illərində Roma donanması və ordusu tərəfindən mühasirəyə alınan Sirakuzada idi. 2-ci Pun müharibəsi gedirdi. Böyük alim isə səylərini əsirgəmədən doğma şəhərinin mühəndis müdafiəsini təşkil edir. O, düşmən gəmilərini batıran, onları parça-parça edən və əsgərləri məhv edən çoxlu heyrətamiz döyüş maşınları düzəltdi. Ancaq şəhərin müdafiəçilərinin ordusu nəhəng Roma ordusu ilə müqayisədə çox kiçik idi. Və eramızdan əvvəl 212-ci ildə. Sirakuza alındı.

Arximedin dühası romalılar tərəfindən heyran qaldı və Roma komandiri Marsel onun həyatını xilas etməyi əmr etdi. Amma Arximedi görmədən tanımayan əsgər onu öldürür.

Onun ən mühüm kəşflərindən biri sonralar Arximed qanunu adlandırılan qanun idi. Bir əfsanə var ki, bu qanun ideyası Arximedə vanna qəbul edərkən “Evrika!” nidası ilə gəlib. hamamdan sıçrayıb çılpaq qaçaraq ona gələn elmi həqiqəti yazmağa başladı. Bu həqiqətin mahiyyətini aydınlaşdırmaq qalır; biz üzən qüvvənin mövcudluğunu yoxlamaq, onun meydana gəlməsinin səbəblərini anlamaq və onun hesablanması qaydalarını əldə etmək lazımdır.

Maye və ya qazdakı təzyiq bədənin suya batırılmasının dərinliyindən asılıdır və bədənə təsir edən və şaquli olaraq yuxarıya doğru yönəldilmiş üzmə qüvvəsinin görünüşünə səbəb olur.

Əgər cisim maye və ya qaz halına salınarsa, o zaman üzmə qüvvəsinin təsiri altında o, daha dərin təbəqələrdən daha dayaz təbəqələrə doğru üzəcək. Düzbucaqlı paralelepiped üçün Arximed qüvvəsini təyin etmək üçün düstur çıxaraq.

Üst üzdəki maye təzyiqi bərabərdir

burada: h1 maye sütununun yuxarı kənardan yuxarı hündürlüyüdür.

Üstündəki təzyiq qüvvəsi kənar bərabərdir

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

Harada: S – üzün yuxarı hissəsi.

Aşağı üzdəki maye təzyiqi bərabərdir

burada: h2 maye sütununun alt kənardan yuxarı hündürlüyüdür.

Aşağı kənardakı təzyiq qüvvəsi bərabərdir

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

Harada: S kubun alt üzünün sahəsidir.

h2 > h1 olduğundan, onda р2 > р1 və F2 > F1.

F2 və F1 qüvvələri arasındakı fərq bərabərdir:

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

h2 – h1 = V maye və ya qaza batırılmış cismin və ya cismin bir hissəsinin həcmi olduğundan, F2 – F1 = w*g*S*H = g* w*V

Sıxlıq və həcm məhsulu mayenin və ya qazın kütləsidir. Buna görə qüvvələr fərqi bədən tərəfindən yerdəyişdirilən mayenin ağırlığına bərabərdir:

F2 – F1= mf*g = Pzh = Fout.

Üzmə qüvvəsi Arximed qanununu təyin edən Arximed qüvvəsidir

Yan üzlərə təsir edən qüvvələrin nəticəsi sıfırdır, ona görə də hesablamalarda iştirak etmir.

Beləliklə, maye və ya qaza batırılmış bir cisim onun yerindən çıxardığı mayenin və ya qazın çəkisinə bərabər olan bir qaldırıcı qüvvə ilə qarşılaşır.

Arximed qanunu ilk dəfə Arximed tərəfindən “Üzən cisimlər haqqında” traktatında qeyd edilmişdir. Arximed yazırdı: “Bu mayeyə batırılmış mayedən daha ağır cisimlər ən dibinə çatana qədər batacaqlar və mayenin içində batırılmış cismin həcminə bərabər həcmdə mayenin çəkisi ilə yüngülləşəcəklər. ”

Arximed qüvvəsinin necə asılı olduğunu və bədənin ağırlığından, bədənin həcmindən, cismin sıxlığından və mayenin sıxlığından asılı olub-olmadığını nəzərdən keçirək.

Arximed qüvvə düsturuna əsasən, bu, cismin batırıldığı mayenin sıxlığından və bu cismin həcmindən asılıdır. Ancaq bu, məsələn, mayeyə batırılmış bədənin maddənin sıxlığından asılı deyil, çünki bu miqdar nəticədə yaranan düstura daxil edilmir.
İndi mayeyə (və ya qaza) batırılmış cismin çəkisini təyin edək. Bu vəziyyətdə cismə təsir edən iki qüvvə əks istiqamətə yönəldildiyindən (cazibə qüvvəsi aşağıya, Arximed qüvvəsi isə yuxarıya doğrudur), onda cismin mayedəki çəkisi bədənin ağırlığından az olacaq. Arximed qüvvəsi ilə vakuumda:

P A = m t g – m f g = g (m t – m f)

Beləliklə, əgər cisim mayeyə (və ya qaza) batırılırsa, o zaman yerindən çıxardığı mayenin (və ya qazın) çəkisi qədər çəki itirir.

Beləliklə:

Arximed qüvvəsi mayenin sıxlığından və cismin və ya onun batırılmış hissəsinin həcmindən asılıdır və cismin sıxlığından, çəkisindən və mayenin həcmindən asılı deyil.

Arximed qüvvəsinin laboratoriya üsulu ilə təyini.

Avadanlıqlar: bir stəkan təmiz su, bir stəkan duzlu su, silindr, dinamometr.

Tərəqqi:

• bədənin havadakı ağırlığını təyin etmək;
• maye içərisində bədənin çəkisini təyin etmək;
• cismin havadakı çəkisi ilə cismin mayedəki çəkisi arasındakı fərqi tapın.

4. Ölçmə nəticələri:

Arximed qüvvəsinin mayenin sıxlığından necə asılı olduğu qənaətinə gəlin.

Üzmə qüvvəsi istənilən həndəsi formalı cisimlərə təsir edir. Texnologiyada ən çox yayılmış cisimlər silindrik və sferik formalar, inkişaf etmiş səthə malik cisimlər, top şəklində içi boş cisimlər, düzbucaqlı paralelepiped və ya silindrdir.

Cazibə qüvvəsi mayeyə batırılmış cismin kütlə mərkəzinə tətbiq edilir və mayenin səthinə perpendikulyar yönəldilir.

Qaldırıcı qüvvə mayenin tərəfdən bədənə təsir edir, şaquli olaraq yuxarıya doğru yönəldilir və mayenin yerdəyişmiş həcminin ağırlıq mərkəzinə tətbiq olunur. Bədən mayenin səthinə perpendikulyar istiqamətdə hərəkət edir.

Arximed qanununa əsaslanan üzən cisimlər üçün şərtləri öyrənək.

Maye və ya qazda yerləşən cismin davranışı bu cismə təsir edən F t cazibə modulları ilə Arximed qüvvəsi F A arasındakı əlaqədən asılıdır. Aşağıdakı üç hal mümkündür:

• F t > F A - bədən boğulur;
• F t = F A - bədən maye və ya qazda üzür;
• F t< F A - тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.

Başqa bir formula (burada P t bədənin sıxlığıdır, P s onun batırıldığı mühitin sıxlığıdır):

• P t > P s - bədən batır;
• P t = P s - bədən maye və ya qazda üzür;
• P t< P s - тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.

Suda yaşayan orqanizmlərin sıxlığı suyun sıxlığı ilə demək olar ki, eynidir, ona görə də onların güclü skeletlərə ehtiyacı yoxdur! Balıqlar bədənlərinin orta sıxlığını dəyişdirərək dalış dərinliyini tənzimləyirlər. Bunun üçün onlar yalnız əzələləri sıxaraq və ya rahatlaşdıraraq üzgüçülük kisəsinin həcmini dəyişdirməlidirlər.

Əgər cisim maye və ya qazın dibində yerləşirsə, Arximed qüvvəsi sıfırdır.

Arximed prinsipi gəmiqayırma və aeronavtikada istifadə olunur.

Üzən bədən diaqramı:

G cismin ağırlıq qüvvəsinin təsir xətti mayenin yerdəyişmiş həcminin ağırlıq mərkəzindən K (yerdəyişmə mərkəzi) keçir. Üzən cismin normal vəziyyətində cismin ağırlıq mərkəzi T və yerdəyişmə mərkəzi K eyni şaquli boyunca yerləşir və buna üzgüçülük oxu deyilir.

Yuvarlanan zaman K yerdəyişmə mərkəzi K1 nöqtəsinə doğru hərəkət edir və cismin cazibə qüvvəsi və Arximed qüvvəsi FA ya cismi ilkin vəziyyətinə qaytarmağa, ya da rulonu artırmağa meylli bir cüt qüvvə əmələ gətirir.

Birinci halda, üzən gövdə statik sabitliyə malikdir, ikinci halda sabitlik yoxdur. Bədənin dayanıqlığı T bədəninin ağırlıq mərkəzinin və M metamərkəzinin (naviqasiya oxu ilə yuvarlanma zamanı Arximed qüvvəsinin təsir xəttinin kəsişmə nöqtəsi) nisbi mövqeyindən asılıdır.

1783-cü ildə MONTGOLFIER qardaşları nəhəng kağız top düzəltdilər, onun altına bir fincan yanan spirt qoydular. Balon isti hava ilə doldu və 2000 metr yüksəkliyə qalxmağa başladı.