Principio di Archimede 'di flottazione

Archimede era uno dei più grandi matematici di tutti i tempi. Era un matematico greco che era anche un fisico, scienziato e un grande inventore. Nato nel 287 aC in Sicilia, Archimede aveva molte grandi invenzioni al suo attivo prima della sua morte, avvenuta nel 212 aC Le sue invenzioni più famose includono la elica e il principio di galleggiamento, tra gli altri. Le sue opere sono infinitesimi inventare matematici e formule su misura di un cerchio, parabole, sfere, cilindri e coni. Il teorema che egli considerava il suo più pregiato e prezioso, è quella che afferma che se si dispone di una sfera e un cilindro della stessa altezza e diametro, quindi il volume e la superficie della sfera sarà 2 / 3 di quello del cilindro, con la superficie del cilindro comprensivo delle superfici delle sue basi. Tuttavia, il principio di galleggiamento rimane una delle sue invenzioni più popolari.

Principio di galleggiamento di Archimede

Vi siete mai chiesti come grandi navi riescono a rimanere a galla in acqua, mentre un piccolo chiodo di ferro affonda? Sconcertante come potrebbe sembrare, si può facilmente spiegare questo, e molti altri fenomeni analoghi, con l'aiuto del Principio di Archimede 'di galleggiamento. Quindi, qual è il principio di Archimede 'tutto?

Principio di galleggiamento: Definizione

Il principio di Archimede 'afferma che qualsiasi oggetto, interamente o parzialmente immerso in un fluido, sperimenta una forza verso l'alto uguale al peso del fluido spostato da essa.

Ecco 'fluido' il termine si riferisce a tutti i liquidi e gas. Per un oggetto che viene completamente immerso in un fluido, il peso del fluido spostato da essa, è inferiore al proprio peso. D'altra parte, per un oggetto che galleggia sulla superficie del liquido, il peso del fluido spostato da essa, è uguale al peso dell'oggetto. Ora, la forza verso l'alto esperta dal corpo è definito come la forza di galleggiamento. Così,

Galleggianti peso = forza del fluido spostato dal corpo

Ora, il peso del fluido spostato dal corpo è direttamente proporzionale al volume del fluido spostato, poiché la densità del fluido è costante. Ciò può essere illustrato mediante le seguenti equazioni.

Peso = massa xg (dove g è l'accelerazione dovuta alla gravità ed è una costante) e

Densità = massa x VolumeThus, possiamo dire

Peso = Volume x densità x g

Dalla equazione di cui sopra, possiamo concludere che un corpo deve galleggiare in un fluido in nessuna delle due condizioni.

* La densità del corpo è inferiore alla densità del fluido.

* Il volume del fluido spostato dalla parte immersa del corpo è tale che il suo peso è uguale al peso del corpo.

I due esempi seguenti vi aiuterà a capire this.1. In primo luogo, si considerino due cubi delle stesse dimensioni, uno di sughero e l'altra di ferro solido. Se li si mette sulla superficie dell'acqua, che cosa accadrà? Bene, il cubo di ferro cadrebbe, mentre il cubo di sughero sarebbe facilmente galleggiare sull'acqua.

2. Ora, prendete l'esempio di un chiodo e una nave, entrambi realizzati in ferro. Mentre i affonda le unghie, la nave galleggia sull'acqua trasporto di passeggeri e merci varie.

Nel primo esempio, i lavelli sughero cubo mentre il cubo di ferro non, perché la densità di ferro è più elevato, ma la densità di sughero è inferiore a quella dell'acqua. E 'lo stesso motivo è più facile nuotare in acqua di mare che in acqua di fiume, come la densità dell'acqua di mare è alto a causa dei sali disciolti in esso presenti.

Ora, consideriamo l'esempio del chiodo e la nave. Quando si inserisce un chiodo in acqua, il peso di acqua spostato dal chiodo è inferiore al peso dello stesso chiodo. In altre parole, la forza di galleggiamento sperimentato dal chiodo (che è uguale al peso di acqua spostato da essa) è inferiore al suo peso, e le unghie affonda nell'acqua. Tuttavia, quando si osserva una grande nave che galleggia sull'acqua, vedrete che la nave è vuota, il che significa che è pieno di aria. Ciò rende la densità media della nave inferiore a quella dell'acqua. Così, con solo una piccola parte sommersa in acqua, il peso di acqua spostato dalla nave, diventa uguale alla forza di galleggiamento, e la nave galleggia sull'acqua. Da ciò si può concludere che, per un corpo galleggiante in acqua o qualsiasi altro fluido, il peso del fluido spostato dal corpo deve essere uguale al peso del corpo. In altre parole, più il peso di un corpo, più il volume di fluido che deve spostare, per galleggiare nel fluido.

Ora, considerate questo. Supponiamo che una palla di ferro pesa 20 kg. Quando una stringa è legato alla palla e viene immerso in acqua, il peso di acqua spostata dalla sfera è, per esempio, 7 kg. Pertanto, la palla sarebbe vivere una forza verso l'alto pari a 7 kg. Ciò significa che la forza netta sperimentato verso il basso dalla stringa sarebbe pari a 13 kg (20 - 7 = 13). Così, si può concludere che il peso della palla diminuisce quando viene immerso in acqua. Il peso ridotto della palla è definito come il peso apparente. Quindi, il principio di Archimede 'può essere riformulato come segue.

Ridotto il peso del corpo in acqua (peso apparente) = Peso del corpo - peso del fluido spostato

La storia dietro il principio

La maggior parte delle invenzioni di Archimede sono state fatte per aiutare il suo paese durante il periodo della guerra. Tuttavia, la storia dietro la scoperta del principio di flottazione, è interessante. In poche parole, va in questo modo. Il re della terra aveva preso una corona dorata, da offrire alla divinità di un tempio. Tuttavia, ha messo in dubbio l'onestà del orafo, a causa della quale ha voluto assicurarsi che solo oro puro che è stato usato per fare la corona. Il grande scienziato che Archimede fu, fu chiamato dal re e gli fu chiesto di verificare se la corona è stata effettivamente fatta di oro puro, senza causare alcun danno ad esso. Ora, questo non era certo un lavoro facile, e lo mise in una correzione. Tuttavia, un giorno, mentre entrò nella vasca da bagno, ha notato l'acqua debordato. In quel momento, l'idea gli venne in mente. Si rese conto che misurando il volume dell'acqua spostata dalla corona, avrebbe potuto facilmente calcolare la sua densità. Tutto quello che doveva fare era dividere la massa della corona dal volume di acqua spostato. Tanto stava entusiasti di questa scoperta che ha preso per le strade gridando "Eureka, eureka!" (Ho trovato!)

Questa era una breve introduzione al concetto che sta dietro principio di Archimede 'di galleggiamento. Questo principio ha una gamma di applicazioni, tra cui l'idrometro, calda mongolfiere, sottomarini e mezzi di trasporto acquatici quali navi e imbarcazioni. Così, la prossima volta che si ha un tempo di divertimento su una crociera, sapete chi ringraziare per!