Вывод формулы з-на Архимеда. Гидростатика
Цитата(Крахин Борис @ Суббота, 07 Ноября 2015, 21:39)
Главное поточнее указать откуда возникает эта сила, как она создаётся.
Здесь и прояснится знание закона Архимеда.
вот этим мы и займемся.
Можно сделать эту работу для любого произвольного тела
Прикрепленное изображение:
Открыть в новом окне
(0005). Но, это сложно. Давайте попробуем рассмотреть упрощенный случай, который нам откроет тайну закона Архимеда не искажая существа вопроса.
Поместим в сосуд с водою кубик, притом исподобимся его притопить так, чтобы верхняя и нижняя грани были расположены строго параллельно горизонту, горизонтальной плоскости.
Сути дела это не меняет, а вот понимание сути дела, рассуждения и расчеты упрощает значительно.
Как только мы поместили свой кубик в воду на него начинает действовать, давить со всех сторон окружающая вода (среда), см. рис.5
Прикрепленное изображение:
Открыть в новом окне
Прикрепленное изображение:
Открыть в новом окне
,
и сверху и снизу и с боков… Понятно, что сила давления жидкости зависит от места расположения точки по глубине, обозначаемой символом h.
Посмотрите сами. Силы, действующие на тело слева, компенсируется воздействием сил справа. Если вы присмотритесь, НТО на картинках показано, что длина стрелочек, по мере погружения, увеличивается, т.е. величина силы увеличивается с увеличением глубины погружения…. Однако, на каждой глубине боковое воздействие на погруженное тело уравновешивают и компенсируют друг друга.
А, вот с давлением сверху и снизу не все так просто, надо разбираться отдельно, они не равны. Давайте перейдем к рис.6, он более детализироан!
Прикрепленное изображение:
Открыть в новом окне
Давление сверху и снизу НЕ равны, потому что столб воды, который давит сверху Р1, вне всякого сомнения, меньше, чем столб воды, который давит на кубик, тело, снизу, Р2! И, это все нетрудно представить и посчитать в виде формул. Не стану переписывать текст, он есть на картинке…. Давление воды по верхней, Р1, и нижней Р2, обозначено мелкими стрелками черного цвета разной интенсивности, частоты расположения, сравните. Черные стрелки снизу расположены более часто, чем сверху.
Для перехода к формулам давление итожится по поверхностям в Р1 и Р2 и рассчитывается посредством системы уравнений, расположенных в левой срединной части рисунка, слева. Нетрудно видеть, что давление на плоскости куба прямо зависит от глубины погружения точки куба(тела) в воду.
Когда мы учитываем площадь плоскостей клуба S мы переходим к силам, F1 и F2, которые действуют на верхнюю и нижнюю поверхности куба, которые обозначены красными стрелками, тянущими эти поверхности вниз и вверх, соответственно. Расчет этих сил произведен в правой части срединной зоне рисунка… Мы видим, что сила, действующая на клуб снизу? F2? больше чем та, которая действует сверху, F1
Разница этих сил как раз и составляет Силу Архимеда, FA =F2 – F1
Вот так она и образуется эта Сила Архимеда, как разница давлений снизу и сверху на тело (куб).
Если выразить ту силу Архимеда через объем тела и плотности жидкости, в которую оно погружено, то мы придем к классической формуле, приведенной в предпоследней строчке, справа. (конечно она дана для симметричной фигуры).
Но, если мы перейдем просто к объему тела VT любой формы, то нашу формулу можно переписать и в более общем виде, см.последнюю строку рисунка, помещенную в зеленую рамку.
Вот тогда то и можно сформулировать Закон Архимеда в общей форме:
Сила Архимеда равна весу жидкости, вытесненной телом, и не зависит от формы погружаемого тела.
Этот развернутый рассказ легко подытожить рисунком 7
Прикрепленное изображение:
Открыть в новом окне
(a). На нем даны основные соотношения и формулы. Надеюсь, это пойдет на пользу нашему читателю.
Пончик потребовал от нас строго следовать правилам наук
Цитата(ponchik @ Суббота, 07 Ноября 2015, 20:01)
А вот нужно нам доказать.
Доказать можно, согласно правилам науки, — опытом, или математическими расчётами.
развернуть изложение ДОКАЗАТЕЛЬНО, посредством приведения подтверждающих опытов и/или математических расчетов. Мне, представляется, удалось сделать и то и другое в обоих частях рассказа в совокупности.
Цитата(Крахин Борис @ Суббота, 07 Ноября 2015, 11:01)
предлагаю в подробностях разобраться в этом. Главное поточнее указать откуда возникает эта сила, как она создаётся.
Здесь и прояснится знание закона Архимеда.
Цитата(Крахин Борис @ Суббота, 07 Ноября 2015, 18:49)
Необходимо точное и простое описание, желательно с рисунком, силы движущей тёплый воздух вверх. …
Главное, нужно показать, как возникает эта сила
Надеюсь, что рассказав о разнице давления на верхнюю и нижнюю часть тела, помещенного в жидкость, удалось прямо указать и рассказать ОТКУДА ВОЗНИКАЕТ СИЛА И КАК ОНА ВОЗНИКАЕТ И СОЗДАЕТСЯ. Все рассказы сопровождались рисунками.
Надеюсь, что удалось утолить чаяния взыскательной публики…
Если есть вопросы? Задавайте…
Прикрепленное изображение:
Открыть в новом окне