Сила Архімеда - виштовхуюча сила, що діє на тіло, яке занурено в рідину або газ повністю або частково завжди спрямована вертикально вгору і зменшує власну вагу тіла. Розрахувати її дуже просто - достатньо обчислити вагу рідини, витісненої тілом. Він дорівнює вертикальної складової сили Архімеда.
Відео: Вправа №26 (4) § 51. Архимедова сила - Фізика 7 клас (Перишкін)
Вам знадобиться
• аркуш паперу;
• ручка;
• лінійка або рулетка;
• посудину з водою;
• нитка.
Інструкція
1
Відео: Огляд закону Архімеда і архимедова сила - основа Паскаля, наочний досвід з фізики для дітей
Архимедова сила виникає через різницю тисків води на рівні верхнього і нижнього зрізів тіла. На верхню частину тисне стовп води висотою h1 з силою, рівною вазі цього стовпа. На нижню частину діє сила, рівна вазі стовпа висотою h2. Ця висота визначається складанням h1 і висотою самого тіла. Відповідно до закону Паскаля, тиск в рідині або газі розподіляється рівномірно на всі боки. У тому числі і вгору.
Очевидно, що сила, яка діє вгору, перевищує силу, що діє вниз. Але, слід врахувати, що береться до уваги тільки вплив стовпа рідини. Від власної ваги тіла виштовхує сила не залежить. Ні матеріал, з якого зроблено тіло, ні його інші якості, крім розмірів при обчисленнях не використовуються. Розрахунок сили Архімеда базується тільки на щільності рідини і геометричних розмірах зануреної частини.
2
Існує два способи, як розрахувати архимедову силу, діючу на тіло, занурене в рідину. Перший полягає у вимірюванні об`єму тіла і обчисленні ваги рідини, що займає аналогічний обсяг. Для цього необхідно, щоб тіло володіло правильною геометричною формою, тобто, було кубом, параллелепипедом, кулею, півсферою, конусом. Обсяг твердого тіла більш складної форми розрахувати дуже важко, тому для визначення сили Архімеда в цьому випадку існує більш практичний спосіб № 2. Але про нього трохи пізніше.
Визначивши обсяг погружаемого тіла, множимо його на щільність рідини і знаходимо величину сили, що виштовхує, що діє на це тіло в однорідному середовищі заданої щільності і на прискорення вільного падіння g (9,8 м / с2). Формула для визначення сили Архімеда виглядає так: F =? GV ? - питома щільність рідини- g - прискорення вільного паденія- V - об`єм витісненої рідини. Як і будь-яка сила, вона вимірюється в Ньютона (Н).
3
Другий спосіб базується на вимірюванні об`єму витісненої рідини. Він найбільше відповідає тим досвідом, який і привів Архімеда до відкриття свого закону. Цей спосіб дуже зручний і при обчисленні сили Архімеда при частковому зануренні тіла. Для отримання необхідних даних досліджуване тіло підвішують на нитці і повільно опускають в рідину.
Досить заміряти рівень рідини в посудині до занурення тіла і після, помножити різницю рівнів на площу поверхні і знайти обсяг витісненої рідини. Як і в першому випадку, множимо цей обсяг на щільність рідини і g. Отримана величина і є силою Архімеда. Щоб одиницею виміру сили став Ньютон, слід обсяг вимірювати в м3, а щільність - в кг / м3.
Відео: Сила тяжкості. Вага тіла Фізика 7 клас Відеоурок
Зверніть увагу
Архимедову силу не слід плутати з підйомною силою. Тому, визначаючи плавучість тіла, враховуйте його власну вагу.
Корисна порада
Першим способом слід користуватися в разі визначення сили Архімеда для великих тел: човнів, плотів, газгольдерів, повітряних куль. У цьому випадку обсяг витісненої рідини визначити експериментальним шляхом неможливо.
Незначні похибки у визначенні обсягу тіла не дуже сильно впливають на обчислений результат, за умови ретельного проведення вимірювань.
