Призинтация к уроку Физика Плавание тел. Закон Архимеда формулируется следующим образом [1] : на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая. - презентация

1 Призинтация к уроку Физика Плавание тел

2 Закон Архимеда формулируется следующим образом [1] : на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная силе тяжести вытесненной этим телом жидкости (или газа). Сила называетсясилой Архимеда: [1] где плотность жидкости (газа), ускорение свободного падения, а объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности). Если тело плавает на поверхности или равномерно движется вверх или вниз, то выталкивающая сила (называемая также архимедовой силой) равна по модулю (и противоположна по направлению) силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объём жидкости (газа), и приложена к центру тяжести этого объёма.плотностьускорение свободного паденияплаваетцентру тяжести Закон Архимеда формулируется следующим образом [1] : на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная силе тяжести вытесненной этим телом жидкости (или газа). Сила называетсясилой Архимеда: [1] где плотность жидкости (газа), ускорение свободного падения, а объём погружённого тела (или часть объёма тела, находящаяся ниже поверхности). Если тело плавает на поверхности или равномерно движется вверх или вниз, то выталкивающая сила (называемая также архимедовой силой) равна по модулю (и противоположна по направлению) силе тяжести, действовавшей на вытесненный телом объём жидкости (газа), и приложена к центру тяжести этого объёма.плотностьускорение свободного паденияплаваетцентру тяжести

3 Чем меньше плотность тела по сравнению с плотности жидкости,тем меньшая часть тела погружена в жидкость. Следует заметить, что тело должно быть полностью окружено жидкостью (либо пересекаться с поверхностью жидкости). Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который лежит на дне резервуара, герметично касаясь дна. Чем меньше плотность тела по сравнению с плотности жидкости,тем меньшая часть тела погружена в жидкость. Следует заметить, что тело должно быть полностью окружено жидкостью (либо пересекаться с поверхностью жидкости). Так, например, закон Архимеда нельзя применить к кубику, который лежит на дне резервуара, герметично касаясь дна.

4 Что касается тела, которое находится в газе, например в воздухе, то для нахождения подъёмной силы нужно заменить плотность жидкости на плотность газа. Например, шарик с гелием летит вверх из-за того, что плотность гелия меньше, чем плотность воздуха. Закон Архимеда можно объяснить при помощи разности гидростатических давлений на примере прямоугольного тела.гидростатических давлений

5 где P A, P B давления в точках A и B, ρ плотность жидкости, h разница уровней между точками A и B, S площадь горизонтального поперечного сечения тела, V объём погружённой части тела. В теоретической физике также применяют закон Архимеда в интегральной форме: где площадь поверхности, давление в произвольной точке, интегрирование производится по всей поверхности тела. где P A, P B давления в точках A и B, ρ плотность жидкости, h разница уровней между точками A и B, S площадь горизонтального поперечного сечения тела, V объём погружённой части тела. В теоретической физике также применяют закон Архимеда в интегральной форме: где площадь поверхности, давление в произвольной точке, интегрирование производится по всей поверхности тела.

6 Вывод закона Гидростатическое давление жидкости на глубине есть При этом считаем плотность жидкости и напряжённость гравитационного поля постоянными величинами, а параметром. Возьмём тело произвольной формы, имеющее ненулевой объём. Введём правую ортонормированную систему координат, причём выберем направление оси z совпадающим с направлением вектора. Ноль по оси z установим на поверхности жидкости. Гидростатическое давление жидкости на глубине есть При этом считаем плотность жидкости и напряжённость гравитационного поля постоянными величинами, а параметром. Возьмём тело произвольной формы, имеющее ненулевой объём. Введём правую ортонормированную систему координат, причём выберем направление оси z совпадающим с направлением вектора. Ноль по оси z установим на поверхности жидкости.

7 Выделим на поверхности тела элементарную площадку. На неё будет действовать сила давления жидкости направленная внутрь тела, Чтобы получить силу, которая будет действовать на тело, возьмём интеграл по поверхности: При переходе от интеграла по поверхности к интегралу по объёму пользуемся обобщённой теоремой Остроградского-Гаусса.теоремой Остроградского-Гаусса Выделим на поверхности тела элементарную площадку. На неё будет действовать сила давления жидкости направленная внутрь тела, Чтобы получить силу, которая будет действовать на тело, возьмём интеграл по поверхности: При переходе от интеграла по поверхности к интегралу по объёму пользуемся обобщённой теоремой Остроградского-Гаусса.теоремой Остроградского-Гаусса

8 Получаем, что модуль силы Архимеда равен, а направлена она в сторону, противоположную направлению вектора напряжённости гравитационного поля. Поведение тела, находящегося в жидкости или газе, зависит от соотношения между модулями силы тяжестисилы тяжести и силы Архимеда которые действуют на это тело. Возможны следующие три случая: тело тонет тело плавает в жидкости или газе; тело всплывает до тех пор, пока не начнет плавать.