Действие жидкостей и газов на погруженное в них тело. Архимедова сила, причины
ее возникновения. Условия плавания тел
Если на крючок динамометра
подвесить тело и отметить его показания, а затем тело опустить в воду и снова
отметить показания, то увидим уменьшение показаний динамометра (cм. рис., а, б). Значит, на тело, погруженное в
жидкость, действует выталкивающая сила, равная разности показаний динамометра
и направленная вертикально вверх. Значение этой силы установил Архимед. Закон Архимеда. На тело, погруженное в жидкость (газ), действует направленная вертикально
вверх выталкивающая сила, равная по величине весу жидкости (газа), взятой в
объеме погруженного в нее тела (или погруженной части тела): , где g - ускорение свободного падения,
рЖ - плотность жидкости, VT -
объем тела, погруженного в жидкость. Возникновение архимедовой силы объясняется
тем, что с увеличением глубины растет давление жидкости (газа) (). Поэтому силы давления, действующие на нижние элементы
поверхности тела, превосходят аналогичные силы, действующие на верхние элементы
поверхности. На плавающие тела действуют силы: FA и FТЯЖ 1. Если FA < FТЯЖ (так как , , то ) значит, тело тонет.
2.
Если FA = FТЯЖ (=,), то тело находится в
равновесии на любой глубине. 3. Если FA > FТЯЖ (>,). то тело всплывает
до тех пор, пока силы не уравновесятся. Приведенные выше соотношения применимы
для плавающих судов и воздухоплавания. |