Детская энциклопедия

Меню сайта











Как обойтись без высшей математики

В жидкость помещен куб (рис. 6). Давление на одной и той же глубине одинаково, поэтому силы давления, действующие на его боковые грани, уравновешиваются. Сила давления, дей­ствующая на верхнюю грань, меньше силы, дей­ствующей на нижнюю грань, потому что эти грани расположены на разной глубине,— чем глубже, тем давление в жидкости больше. Зна­чит, равнодействующая всех сил, действующих со стороны жидкости на куб, направлена вер­тикально. Это и есть выталкивающая сила.

Для такого простого случая выталкиваю­щую силу рассчитать нетрудно. Но если куб расположен в воде наклонно, рассчитать вытал­кивающую силу гораздо труднее. Если же у тела, опущенного в воду, неправильная форма, для расчета выталкивающей силы уже надо применить высшую математику.

Впрочем, можно найти более легкий и корот­кий путь. Возьмем себе в проводники знаменитого голландского математика и физика Стевина. В конце XVI в. вышла его книга, в ко­торой дан простой и наглядный прием для определения выталкивающей силы. Позже этот прием, правда, в несколько измененном виде, стали называть принципом отвердевания.

Представим себе, что в сосуде с жидкостью какая-то часть ее неправильной формы затвердела, но вес этой части остался неизменным. Затвердевшая» часть не всплывет и не опустится на дно. Следовательно, ее вес Р уравновешивается силой F, т. е. силой давления со стороны оставшейся жидкости (рис. 7,а). 

Мысленно удалим «затвердевший» объем жидкости и вставим на его место твердое тело (из металла) точно такого же объема и формы (рис. 7,б). Жидкость будет «обманута» Ведь для нее ничто не изменилось, и она будет да­вить на это тело с такой же силой, как раньше давила на жидкость. Если у твердого тела вес больше, чем у «затвердевшей» жидкости, то оно опустится на дно сосуда. Мы знаем, что в жид­кости вес тела уменьшается. Он становится равным Р-F..,

Если же вес твердого тела меньше, чем вес «затвердевшей жидкости, то выталкивающая сила будет больше, чем сила тяжести тела, и оно всплывет.

Итак, если тело полностью погружено в жидкость, на него действует вертикально вверх выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме тела. На тело, частично погруженное в жидкость (рис. 8), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме погруженной части тела.

Обычно обе эти формулировки объединяют в одну: на тело, частично или полностью погруженное в жидкость, действует вертикально вверх выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом. Этот закон назы­вается законом Архимеда. Выталкивающая сила зависит не от наклона тела и не от его формы, а только от объема вытесненной им жидкости и от ее удельного веса.

В старинной восточ­ной сказке рассказы­вается: «Царь обещал дать тому, кто взвесит его слона, столько зо­лота, сколько весит сам слон. Бедняк перевоз­чик ввел слона в свою большую лодку и отме­тил уровень, до которого она погрузилась в воду.

Затем он свел слона на берег и нагрузил лодку золотом до прежней отметки. Вес золота равнялся весу слона». Неграмотный лодочник, конечно, не знал закона Архимеда, но он сообразил: если у двух грузов одинаковый вес, они погрузят лодку в воду до одного и того же уровня.

 

 

 





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016