आर्किमिडीज बल

चलिए एक सरल प्रयोग करते हैं: एक कमजोर रूप से फुलाया रबड़ की गेंद लेते हैं और पानी में "प्रोटोपिम" लेते हैं। यदि विसर्जन की गहराई 1-2 मीटर है, तो यह देखना आसान है कि इसकी मात्रा घट जाएगी, यानी सभी पक्षों से गेंद को एक निश्चित बल द्वारा निचोड़ा गया था। यह आमतौर पर कहा जाता है कि हाइड्रोस्टेटिक दबाव यहाँ "दोषी" है - एक डुबोया शरीर पर स्थिर तरल पदार्थों में अभिनय करने वाला बल का एक भौतिक एनालॉग। हाइड्रोस्टेटिक बल सभी पक्षों से शरीर पर कार्य करते हैं, और उनका परिणामस्वरूप, आर्किमिडीन बल के रूप में जाना जाता है, को उछाल शक्ति भी कहा जाता है, जो द्रव में डूबे हुए शरीर पर कार्रवाई की दिशा के अनुरूप होता है।

आर्किमिडीज ने अपने कानून को विशुद्ध रूप से प्रयोगात्मक रूप से खोला,और इसके सैद्धांतिक औचित्य लगभग 2,000 वर्षों के लिए इंतजार कर रहा था, पास्कल ने निश्चित तरल के लिए हाइडोस्टैटिक्स के कानून की खोज की थी। इस कानून के अनुसार, दबाव सभी तरल में तरल के माध्यम से फैलता है, भले ही उस इलाके की परवाह किए बिना, जो कि सभी तरल पदार्थों पर बंधा हुआ विमानों पर होता है, और इसकी कीमत पी सतह एस के अनुपात में होती है और इसके सामान्य से निर्देशित होता है। पास्कल ने 1653 में अनुभव पर इस कानून की खोज की और परीक्षण किया। उनके अनुसार, तरल पदार्थ में डुबोने वाले शरीर से सभी सतहों पर हाइड्रोस्टैटिक दबाव कार्य करता है।

आइए हम मान लें कि शरीर एक जल में जल के साथ डूब गया हैएक गहराई एच के साथ किनारे एल के साथ क्यूब का आकार पानी की सतह से ऊपरी चेहरे तक दूरी है। निचले किनारे एच + एल की गहराई पर है ऊपरी चेहरे पर अभिनय करने वाले बल F1 के वेक्टर नीचे की ओर निर्देशित होते हैं और एफ 1 = आर * जी * एच * एस, जहां आर तरल की घनत्व है, जी गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है

निचले विमान पर अभिनय करने वाले बल F2 के वेक्टर ऊपर की तरफ निर्देशित होते हैं, और इसका मान अभिव्यक्ति F2 = r * g * (H + L) * एस द्वारा निर्धारित किया जाता है।

पक्ष सतहों पर अभिनय करने वाले बलों के वेक्टर,पारस्परिक रूप से संतुलित हैं, इसलिए भविष्य में उन्हें ध्यान से बाहर रखा गया है। आर्किमिडीन बल F2> F1 और नीचे से नीचे निर्देशित है, और घन के नीचे के चेहरे पर लागू होता है। हम इसके मूल्य को परिभाषित करते हैं F:

एफ = एफ 2 - एफ 1 = आर * जी * (एच + एल) * एस - आर * जी * एच * एस = आर * जी * एल * एस

ध्यान दें कि एल * एस क्यूब वी की मात्रा है, और इसी तरह। आर = जी = पी तरल पदार्थ की एक इकाई का वजन है, आर्किमिडीयन बल फॉर्मूला क्यूब की मात्रा के बराबर द्रव्य की मात्रा का वजन निर्धारित करता है, अर्थात। यह शरीर द्वारा विस्थापित द्रव का सिर्फ वज़न है यह कहना दिलचस्प है कि आर्किमिडीज का कानून केवल ऐसे वातावरण के लिए संभव है जहां गुरुत्व मौजूद है - शून्य गुरुत्वाकर्षण के तहत कानून काम नहीं करता। अंत में, आर्किमिडीज़ के कानून के सूत्र में निम्न रूप हैं:

एफ = पी * वी, जहां पी तरल की विशिष्ट गुरुत्व है।

आर्किमिडीन बल के लिए आधार के रूप में सेवा कर सकते हैंशरीर के उछाल विश्लेषण विश्लेषण के लिए हालत शरीर के डूबे हुए हिस्से की मात्रा के बराबर मात्रा के साथ विसर्जित शरीर पीएम के वजन का अनुपात और द्रव पीजी का वजन है। यदि पीएम = पीजी, तो शरीर तरल में तैरता है, और यदि पीएम> पीजी, शरीर डूबता है अन्यथा, जब तक शरीर उबालता बल शरीर के डूबने वाले हिस्से से बाहर निकलते पानी के वजन के बराबर नहीं होता है

आर्किमिडीज़ का कानून और इसका उपयोग लंबे समय तक हैप्रौद्योगिकी में इतिहास, सभी ज्ञात शिल्प और गुब्बारे और एयरशिप से पहले आवेदन के क्लासिक उदाहरण के साथ शुरू होता है। यहां की भूमिका इस तथ्य से निभाई गई थी कि गैस उस मामले की स्थिति को संदर्भित करती है जो पूरी तरह से तरल पदार्थ का अनुकरण करती है। उसी समय, हवा के वातावरण में, आर्किमिडीयन बल किसी भी वस्तु पर कार्य करता है, एक तरल के समान जैसा होता है। हवा के गुब्बारे उड़ान बाहर ले जाने के पहला प्रयास montgolfier भाइयों ले गया - वे, गर्म धुएं के साथ एक गुब्बारा भरा ताकि एक हवा के गुब्बारे में एक कैदी के वजन ठंडी हवा का एक ही मात्रा के वजन से कम था। इस लिफ्ट का कारण था, और इसके मूल्य दो संस्करणों के वजन में अंतर के रूप में परिभाषित किया गया था। गुब्बारे के आगे सुधार बर्नर था जो गेंद के अंदर हवा को लगातार गरम करता था। यह स्पष्ट है कि उड़ान की सीमा बर्नर की अवधि पर निर्भर करती है। बाद में, एयरशिप पर, हवा की तुलना में कम एक विशिष्ट गुरुत्व के साथ गैस को भरने के लिए इस्तेमाल किया गया था।