Архимед законы

Видедәрес:Архимед законы

Архимед законы — гидростатика һәм аэростатика законы: шыйыҡса йәки газға батырылған есемгә, шыйыҡса йәки газдың есем тарафынан ҡыҫырыҡлап сығарылған күләменең ауырлығына тиң булған ҡыҫып сығарыу көсө тәьҫир итә. Законды б. э. т. III быуатта Архимед аса. Ҡыҫып сығарыу көсө шулай уҡ архимед көсө йәки гидростатик күтәреү көсө тип атала (уны газ йәки шыйыҡса ағымы менән кәүҙәне урап үткәндә барлыҡҡа килгән аэро- һәм гидродинамик күтәреү көсө менән бутамаҫҡа кәрәк).

Архимед көсө ауырлыҡ көсө менән бәйле булғанлыҡтан, ауырлыҡһыҙлыҡта ул тәьҫир итмәй.

Архимед законына ярашлы этәреүсе көс өсөн түбәндәгеләр башҡарыла:

$F_{A}=\rho gV,$

где:

• $\rho$ — шыйыҡлыҡ йәки газдың тығыҙлығы, кг/м³;
• $g$ — ирекле төшөү тиҙләнеше, м/с²;
• $V$ — шыйыҡлыҡҡа батырылған есемдең күләме өлөшө, м³;
• $F_{A}$ — Архимед көсө, Н.

Тасуирламаһы

Ҡыҫып сығарыу йәки күтәргес көс ауырлыҡ көсөнә ҡапма-ҡаршы йүнәлештә, есем шыйыҡсанан йәки газдан ҡыҫырыҡлап сығарған күләмдең ауырлыҡ үҙәгенә ҡарата ҡулланыла.

Әгәр есем йөҙһә йәки бер тигеҙ рәүештә өҫкә йәки аҫҡа хәрәкәт итһә, модуль буйынса этәргес йәки күтәреү көсө кәүҙә ҡыҫырыҡлаған шыйыҡса йәки газ күләменә тәьҫир иткән ауырлыҡ көсөнә тиң.

Есемдең йөҙөүе. Архимед көсө ($F_{A}$) есемдең ауырлығы ($F_{p}$) менән тигеҙләшә:
$F_{A}=F_{p};$
ρ_ж g V_ж = ρ_т g V_т

Мәҫәлән, $V$ күлмәле гелий менән тултырылған һауа шары өҫкә табан оса, сөнки гелий тығыҙлығы ($\rho _{He}$) һауа тығыҙлығына ($\rho _{air}$) ҡарағанда кәмерәк:

$F_{A}>F_{p};$
$\rho _{air}gV>\rho _{He}gV.$

Архимед законын шыйыҡса йәки газға батырылған тура мөйөшлө есем миҫалында гидростатик баҫымдарҙың айырмаһы ярҙамында аңлатырға мөмкин. Тура мөйөшлө есемдең симметрияһы арҡаһында, есемдең ҡабырғаларына тәьҫир итеүсе баҫым көстәре тигеҙләнә. Есем өҫлөгөнә тәьҫир иткән баҫым ($P_{A}$) һәм көс ($F_{A}$):

$P_{A}=\rho gh_{A};$

$F_{A}=\rho gh_{A}S,$

где:

• $P_{A}$ — есем өҫлөгөнә тәьҫир иткән баҫым, Па;
• $F_{A}$ — есем өҫлөгөнә тәьҫир иткән, аҫҡа йүнәлтелгән көс, Н;
• $\rho$ — газ йәки шыйыҡлыҡ тығыҙлығы, кг/м³;
• $h_{A}$ — есем өҫлөгө һәм газ йәки шыйыҡлыҡ өҫлөгөнә тиклем ара, м;
• $S$ — есемдең майҙаны, м².

Есемдең аҫҡы өҫлөгөнә тәьҫир иткән баҫым ($P_{A}$) һәм көс ($F_{A}$):

$P_{B}=\rho gh_{B};$

$F_{B}=\rho gh_{B}S,$

где:

• $P_{A}$ — есемдең аҫҡы өҫлөгөнә тәьҫир иткән баҫым, Па;
• $F_{A}$ — есемдең аҫҡы өҫлөгөнә тәьҫир иткән, аҫҡа йүнәлтелгән көс, Н;
• $\rho$ — газ йәки шыйыҡлыҡ тығыҙлығы, кг/м³;
• $h_{A}$ — есемдең аҫҡы өҫлөгө һәм газ йәки шыйыҡлыҡ өҫлөгөнә тиклем ара, м;

Газ йәки шыйыҡлыҡтың баҫым көсө $F_{B}$ һәм $F_{A}$ көстәренең айырмаһынан табыла:

$F_{B}-F_{A}=\rho gh_{B}S-\rho gh_{A}S=\rho g\left(h_{B}-h_{A}\right)S=\rho ghS=\rho gV,$

где:

• $h=h_{B}-h_{A}$ — есемдең өҫкө һәм аҫҡы ҡырҙары араһындағы алыҫлыҡ (күпмелер өлөшөн һыу аҫтында ҡалдырған осраҡта, есемдең шыйыҡлыҡҡа йәки газға батырылған өлөшөнөң бейеклеге), м;
• $V$ — есемдең өҫкө һәм аҫҡы ҡырҙары күләме (күпмелер өлөшөн һыу аҫтында ҡалдырған осраҡта, есемдең шыйыҡлыҡҡа йәки газға батырылған өлөшөнөң күләме), м³.

Баҫымдар айырмаһы:

$P_{B}-P_{A}=\rho gh_{B}-\rho gh_{A}=\rho gh.$

Гравитация ҡыры булмағанда, йәғни ауырлыҡһыҙлыҡта, Архимед законы эшләмәй. Космонавтар был күренеш менән яҡшы таныш. Атап әйткәндә, ауырлыҡһыҙлыҡта (тәбиғи) конвекция күренеше юҡ, шуға күрә, мәҫәлән, йыһан аппараттарының торлаҡ бүлкәттәрен һауа менән һыуытыу һәм елләтеүҙе вентиляторҙар ярҙамында башҡарырға кәрәк.

Иҫкәрмәләр

Һылтанмалар

• Архимедов закон // Брокгауз һәм Ефрондың энциклопедик һүҙлеге: 86 томда (82 т. һәм 4 өҫтәмә том). — СПб., 1890—1907. (рус.)
• Закон Архимеда // Энциклопедия «Кругосвет». (рус.)