물리학에서 신체가 떠다니는 것은 무엇입니까? 아르키메데스의 법칙

그리고 정적 가스.

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아르키메데스의 법칙은 다음과 같이 공식화됩니다. 액체(또는 기체)에 잠긴 물체는 잠긴 부분의 부피에 있는 액체(또는 기체)의 무게와 동일한 부력에 의해 작용합니다. 세력이라고 합니다 아르키메데스의 힘으로:
F A = ρ g V , (\displaystyle (F)_(A)=\rho (g)V,)
어디 ρ (\디스플레이스타일 \rho )- 액체(가스)의 밀도, g(\디스플레이스타일(g))는 자유낙하의 가속도이고, V (\디스플레이스타일 V)- 몸체의 물에 잠긴 부분의 부피(또는 표면 아래에 위치한 몸체의 부피 부분). 물체가 표면에 떠 있으면(위 또는 아래로 균일하게 이동) 부력(아르키메데스 힘이라고도 함)은 액체(기체)의 부피에 작용하는 중력과 크기가 같고 방향이 반대입니다. 몸체에 의해 변위되고 이 볼륨의 무게 중심에 적용됩니다.

본체는 액체로 완전히 둘러싸여 있어야 합니다(또는 액체 표면과 교차해야 합니다). 예를 들어, 아르키메데스의 법칙은 탱크 바닥에 놓여 바닥과 완전히 닿는 입방체에는 적용될 수 없습니다.
기체(예: 공기) 속에 있는 물체의 경우 양력을 찾으려면 액체의 밀도를 기체의 밀도로 대체해야 합니다. 예를 들어, 헬륨 풍선은 헬륨 밀도가 공기 밀도보다 작기 때문에 위쪽으로 날아갑니다.
아르키메데스의 법칙은 직사각형 몸체를 예로 들어 정수압의 차이로 설명할 수 있습니다.
P B − P A = ρ g h (\displaystyle P_(B)-P_(A)=\rho gh) F B − F A = ρ g h S = ρ g V , (\displaystyle F_(B)-F_(A)=\rho ghS=\rho gV,)
어디 P A, P B- 지점의 압력 ㅏ그리고 비, ρ - 유체 밀도, 시간- 포인트 간 레벨 차이 ㅏ그리고 비, 에스- 신체의 수평 단면적, V- 신체가 잠긴 부분의 부피.
이론 물리학에서는 아르키메데스의 법칙이 적분 형태로도 사용됩니다.
F A = ∬ S p d S (\displaystyle (F)_(A)=\iint \limits _(S)(p(dS))),
어디 S (\디스플레이스타일 S)- 표면적, p (\디스플레이스타일 p)- 임의 지점의 압력, 신체 전체 표면에 걸쳐 통합이 수행됩니다.
중력장이 없으면, 즉 무중력 상태에서는 아르키메데스의 법칙이 성립하지 않습니다. 우주비행사들은 이 현상에 대해 아주 잘 알고 있습니다. 특히, 무중력 상태에서는 (자연) 대류 현상이 없으므로, 예를 들어 우주선 거실의 공기 냉각 및 환기는 팬에 의해 강제로 수행됩니다.

일반화

아르키메데스 법칙의 특정 유사점은 신체와 액체(기체)에 다르게 작용하는 힘의 모든 분야 또는 불균일한 분야에서도 유효합니다. 예를 들어, 이는 관성력(예: 원심력) 분야를 의미하며 원심분리는 이를 기반으로 합니다. 비기계적 성격의 장에 대한 예: 진공 속의 반자성 물질은 강도가 높은 자기장의 영역에서 강도가 낮은 영역으로 이동합니다.

임의의 모양의 몸체에 대한 아르키메데스의 법칙 유도

깊이에 있는 유체의 정수압 h (\표시스타일 h)있다 p = ρ g h (\displaystyle p=\rho gh). 동시에 우리는 고려한다 ρ (\디스플레이스타일 \rho )액체와 중력장 강도는 일정한 값이며, h (\표시스타일 h)- 매개변수. 부피가 0이 아닌 임의의 모양의 몸체를 생각해 보겠습니다. 올바른 직교 좌표계를 소개하겠습니다. O x y z (\displaystyle Oxyz), 벡터의 방향과 일치하도록 z축의 방향을 선택합니다. g → (\displaystyle (\vec (g))). 액체 표면의 z축을 따라 0을 설정합니다. 신체 표면의 기본 영역을 선택합시다 d S (\디스플레이스타일 dS). 이는 신체로 전달되는 유체 압력에 의해 작용하게 됩니다. d F → A = − p d S → (\displaystyle d(\vec (F))_(A)=-pd(\vec (S))). 몸체에 작용할 힘을 얻으려면 표면에 대한 적분을 취하십시오.
F → A = − ∫ S p d S → = − ∫ S ρ g h d S → = − ρ g ∫ S h d S → = * − ρ g ∫ V g r a d (h) d V = **** * − ρ g ∫ V e → z d V = − ρ g e → z ∫ V d V = (ρ g V) (− e → z) (\displaystyle (\vec (F))_(A)=-\int \limits _(S)(p \,d(\vec (S)))=-\int \limits _(S)(\rho gh\,d(\vec (S)))=-\rho g\int \limits _(S)( h\,d(\vec (S)))=^(*)-\rho g\int \limits _(V)(grad(h)\,dV)=^(**)-\rho g\int \limits _(V)((\vec (e))_(z)dV)=-\rho g(\vec (e))_(z)\int \limits _(V)(dV)=(\ rho gV)(-(\vec (e))_(z)))
표면 적분에서 부피 적분으로 이동할 때 일반화된 Ostrogradsky-Gauss 정리를 사용합니다.
* h(x, y, z) = z; **** **** g r a d (h) = ∇ h = e → z (\displaystyle ()^(*)h(x,y,z)=z;\quad ^(**)grad(h)=\nabla h=( \vec (e))_(z))
아르키메데스 힘의 계수는 다음과 같습니다. ρ g V (\displaystyle \rho gV), 중력장 강도 벡터의 방향과 반대 방향으로 향합니다.

또 다른 표현(여기서 ρ t (\displaystyle \rho _(t))- 신체 밀도, ρ s (\displaystyle \rho _(s))- 담궈진 매체의 밀도).

항해 조건

수업 목적: 물질과 액체의 밀도에 따라 물체가 떠다니는 조건을 명확히 합니다.

교육적인:
교육적인:
교육자:
수업을 위한 장비:

마개가 달린 시험관, 감자 공, 플라스틱, 물, 포화 소금 용액, 용기, 동력계, 저울

1. 소개. 지식을 업데이트 중입니다.

오늘은 수업을 듣는 학생이 수업을 시작합니다. 그럼 잘 들어보자

대왕고래의 혀의 무게는 3톤, 간의 무게는 1톤, 심장의 무게는 600~700kg, 혈액의 무게는 10톤, 등동맥의 직경은 40cm, 위에는 1~2톤의 음식물이 들어있습니다. 고래 입 - 24m2 면적의 방.안에 해변에 던져져 거의 즉시 사망.

태평양에는 흥미로운 식물이 살고 있습니다. 이것은 거대낭염입니다. 길이는 57m에 달하고 무게는 100kg이다. 이 조류를 블래더랙(Bladderwrack)이라고 합니다. 각 잎사귀 근처에는 큰 사과 크기의 거품이 있습니다. 껍질이 두꺼워서 구멍이 나지 않아요! 조류 자체가 생성하는 일종의 가스로 단단히 팽창됩니다. 이 식물은 매우 유용합니다.

엘 해안에는 무겁고 서투른 돼지와 오리,하지만 물 속에서는 너무 가볍고 우아해요.

G 쇠로 만든 배는 가라앉지만 쇠로 만든 배는 뜨는 법

2. 수업 주제를 공식화 ???

항해 조건

수업 목표:
3.경험:

– 내 손에는 같은 부피의 블록과 공이 여러 개 있습니다. 이 물체가 물에 잠겨 있을 때 부력이 동일할까요? (같은)

- 물에 넣어보도록 합시다. 우리는 무엇을 봅니까? 일부 시체는 익사했고 다른 시체는 떠있었습니다. 왜? 액체에 몸을 담그는 것에 대해 이야기할 때 우리가 고려하지 않은 또 다른 것은 무엇입니까?

경험에서 얻은 결론:

이는 몸이 가라앉는지 여부가 아르키메데스의 힘뿐만 아니라 중력에도 달려 있음을 의미합니다.

4. 이전 수업의 내용을 반복해 보겠습니다.

아르키메데스 힘이라고 불리는 힘은 무엇입니까?

수량은 얼마나 됩니까?

그것을 계산하는 데 어떤 공식이 사용됩니까?

부력을 어떻게 결정할 수 있나요?

어떤 단위로 측정되나요?

아르키메데스 힘은 어떻게 지휘되는가?

중력을 결정하는 방법

중력의 방향은 무엇입니까?

합력은 무엇입니까?

한 방향으로 한 직선을 따라 작용하는 두 힘의 합력은 어떻게 구합니까? 다른 방향으로?

동일하지만 방향이 반대인 두 힘의 영향을 받을 때 신체는 어떻게 행동할까요?

5. 새로운 자료의 발표. 기본 통합.

다양한 상황을 살펴보자

(Ft >FA) (Ft =FA) (피트< FА)

가정(가설)을 해보자

중력이 아르키메데스의 힘보다 크면(Ft > FA) -- 몸이 가라앉는다

중력이 아르키메데스의 힘과 같다면(Ft = FA) – 몸은 뜨고,

중력이 아르키메데스의 힘(Ft)보다 작은 경우< FА) ---Тело всплывает

가정은 실험적으로 테스트되어야 합니다.

당신 앞에는 다양한 신체와 장치가 있습니다.

우리의 가정을 증명하기 위해 어떤 자료를 사용해야 합니까?

(동력계, 액체, 몸체)

측정할 내용(아르키메데스의 힘과 중력을 결정하고 서로 비교) 또는 공식을 사용하여 계산합니다.

표를 채워라
A= ρ 그리고Vg =
Ft = mg =

결론 (중력과 아르키메데스 힘의 비율에 따라 신체의 능력이 결정됩니다: 수영, 가라앉거나 뜨는 능력)

중력과 아르키메데스 힘의 비율에 따라 신체의 수영, 가라앉기 또는 뜨기 능력이 결정됩니다.

시연: 1. 시험관 본체가 물에 뜹니다. 2. 감자볼이 물에 가라앉습니다. 3. 같은 감자볼이 소금물에 뜬다. 4. 플라스틱 공이 물에 가라앉습니다 5. 플라스틱 보트가 물에 뜹니다

물체가 뜨기 위해서는 물체에 작용하는 중력의 힘과 아르키메데스(부력)의 힘이 균형을 이루어야 합니다.

Ft = Fa (1)

아르키메데스 힘: F a = ρ f V f g (2)

중력: F t = mg = ρVg (3)

식 (2)와 (3)을 등식 (1)로 대체해 보겠습니다. ρVg = ρ f V f g

이 평등의 양쪽을 g로 나누면 새로운 형태의 물체가 떠다니는 조건을 얻을 수 있습니다.

ρV = ρfVf

물체가 액체 표면 위로 부분적으로 튀어나와 부유하려면 물체의 밀도가 액체의 밀도보다 작아야 합니다. 물체의 밀도가 액체의 밀도보다 크면 물체는 가라앉는다. 중력이 아르키메데스의 힘을 초과합니다.

운동 분석:

– 물, 우유, 수은에는 어떤 물질(얼음, 스테아린, 왁스, 고무, 벽돌)이 뜨나요?

– 표를 사용하여 어떤 금속이 수은에 가라앉는지 알아보세요. (오스뮴, 이리듐, 백금, 금)

– 등유에는 어떤 물질이 뜨나요? (코르크, 소나무, 참나무)

4. 몸체에 대한 부유조건 적용

가) 범선

- 이제 쇠못은 가라앉고, 쇠로 만든 배는 뜨는 이유를 설명해야 할까요?

- 플라스틱을 먹자. 물에 넣으면 익사합니다. 그가 익사하지 않도록 하려면 어떻게 해야 할까요?

B) 물고기와 고래의 수영
물고기의 부레는 부피가 쉽게 변합니다. 물고기가 근육의 도움으로 더 깊은 곳으로 내려가고 수압이 증가하면 기포가 수축하고 물고기의 몸 부피가 감소하여 깊은 곳에서 헤엄칩니다. 상승할 때 부레와 물고기의 부피가 증가하여 표면으로 떠오릅니다. 이것이 물고기가 다이빙 깊이를 조절하는 방법입니다. 물고기의 부레를 헤엄치다 흥미롭네요

고래는 폐활량을 늘리거나 줄여 다이빙 깊이를 조절합니다. 이건 재미 있네

수생 환경에 서식하는 살아있는 유기체의 평균 밀도는 물의 밀도와 거의 다르지 않으므로 무게는 아르키메데스 힘에 의해 거의 완전히 균형을 이룹니다. 덕분에 수생 동물에는 강하고 거대한 해골이 필요하지 않습니다. 같은 이유로 수생식물의 줄기는 탄력이 있다.

새는 깃털과 솜털로 이루어진 두껍고 물이 닿지 않는 층을 가지고 있는데, 여기에는 상당한 양의 공기가 포함되어 있어 몸의 평균 밀도가 매우 낮기 때문에 오리는 수영할 때 물에 많이 잠기지 않습니다.

나) 잠수함 항법

– 잠수함은 어떻게 다양한 깊이로 상승하고 하강할 수 있나요? (질량의 변화로 인해 중력으로 인해)

D) 민물과 바닷물에서 인간이 수영하는 모습
부유체

203. 물 위에 등을 대고 꼼짝도 하지 않고 누워 있는 수영선수가 심호흡을 하고 숨을 내쉰다. 수영하는 사람의 신체 위치는 물 표면과 관련하여 어떻게 변합니까? 왜?

204. 처음에는 물에 떠 있고 그 다음에는 등유에 떠 있는 동일한 나무 블록에 작용하는 부력이 동일합니까?

205. 왜 물 표면에 편평하게 놓인 접시는 뜨고, 가장자리에 놓인 접시는 물 싱크대에 놓이나요?

206. 구명부표는 그것을 붙잡는 사람의 수에 관계없이 수용할 수 있습니까?

207. 잠수부의 가슴과 등에 무거운 납판을 놓고 신발에는 납창을 부착합니다. 그들은 왜 이런 일을 하는가?

208. 나무 조각을 물이 담긴 그릇에 담습니다. 물이 용기 밖으로 쏟아져 나오지 않으면 용기 바닥의 압력이 변합니까?

209. 유리잔에 물이 가득 채워집니다. 나무 조각이 그 안에 놓여져 자유롭게 떠다닙니다. 유리잔에 물이 가득 차면 유리잔의 무게가 변할까요?

답변:203. 숨을들이 쉴 때 수영자는 떠오르고 숨을 내쉴 때 물 속으로 더 깊이 들어갑니다. 왜냐하면 숨을 쉴 때 가슴의 부피가 변하고 그에 따라 아르키메데스 힘이 변하기 때문입니다.

(흡입하면 수영자는 위로 떠오르고 숨을 내쉴 때 호흡 중에 가슴의 부피가 변하지만 체중은 거의 일정하게 유지되기 때문에 물 속으로 더 깊이 들어갑니다. 따라서 흡입하면 신체의 전체 부피가 증가하고 감소합니다. 숨을 내쉴 때 물에 잠긴 신체 부위의 부피는 변하지 않습니다.)

204. 마찬가지다. 블록은 두 유체 모두에 떠 있습니다. 이는 각 유체의 부력이 블록에 작용하는 중력과 동일하다는 것을 의미합니다.

206. 아니요, 원의 양력(최대 아르키메데스 힘과 중력의 차이)은 제한된 값을 갖기 때문입니다.

207. 중력을 증가시켜 아르키메데스 힘보다 크게 만드는 것. 그렇지 않으면 다이버는 필요한 깊이까지 잠수하지 못할 것입니다.

208. 용기의 수위가 상승함에 따라 압력도 증가합니다.

209. 나무 조각의 무게는 나무 조각에 의해 대체된(그리고 유리잔에서 쏟아져 나오는) 물의 무게와 같기 때문에 그것은 변하지 않을 것입니다.

6. 실험적 과제.
표를 채워라
A= ρ 그리고Vg =
Ft = mg =

결론(실험에 기초)

결론 (사실)

Ft =

7. 숙제:

8.결론: 와 이제 우리 수업 시간이 끝나가고 있어요. 그리고 우리가 모든 문제를 해결하지는 못했지만 물리학의 길을 따라가는 여정은 끝나지 않습니다!

부유체- 액체(또는 기체)에 부분적으로 또는 완전히 잠겨 있는 고체의 평형 상태.

부체 이론의 주요 임무는 액체에 잠긴 물체의 평형을 결정하고 평형 안정성 조건을 명확히하는 것입니다. 시체가 떠다니는 가장 간단한 조건은 아르키메데스의 법칙으로 표시됩니다. 이러한 조건을 고려해 보겠습니다.

알려진 바와 같이, 액체에 잠긴 모든 물체는 아르키메데스의 힘에 의해 작용합니다. FA(미는 힘)이 수직으로 위쪽을 향하지만 모두 떠오르지는 않습니다. 어떤 물체는 뜨고 다른 물체는 가라앉는 이유를 이해하려면 모든 물체에 작용하는 또 다른 힘, 즉 중력을 고려해야 합니다. 피트수직으로 아래쪽을 향하는 것, 즉 반대쪽을 향하는 것 FA. 물체가 정지 상태의 액체 안에 남아 있으면 가장 큰 힘이 작용하는 방향으로 움직이기 시작합니다. 다음과 같은 경우가 가능합니다:
1. 아르키메데스 힘이 중력보다 작은 경우( FA< F т ) 그러면 몸은 바닥으로 가라앉게 됩니다. 즉 익사하게 됩니다(그림 1). ㅏ);
2. 아르키메데스 힘이 중력보다 큰 경우( F A > F 티) 그러면 몸이 떠오를 것입니다(그림 1). 비);
이 힘이 몸에 작용하는 중력보다 크다면 몸은 위로 날아갈 것입니다. 항공학은 이를 기반으로 합니다.

항공에 사용되는 항공기를 항공기라고 합니다. 풍선(그리스어에서 에어- 공기, 상태- 서 있음). 공 모양의 껍질을 가진 통제되지 않은 자유 비행 풍선을 호출합니다. 풍선. 얼마 전까지만 해도 대기의 상층부(성층권)를 연구하기 위해 거대한 풍선이 사용되었습니다. 성층권 풍선. 제어되는 풍선(엔진과 프로펠러가 있음)을 호출합니다. 비행선.

풍선은 저절로 올라갈 뿐만 아니라 객실, 사람, 장비 등 일부 화물을 들어 올릴 수도 있습니다. 공기 컨테이너가 어떤 종류의 하중을 들어올릴 수 있는지 결정하려면 그 리프팅 힘을 알아야 합니다. 풍선의 양력은 아르키메데스 힘과 풍선에 작용하는 중력의 차이와 같습니다.

F = F A - F 티.

주어진 부피의 풍선을 채우는 가스의 밀도가 낮을수록 풍선에 작용하는 중력의 힘이 작아지고 결과적으로 양력이 커집니다. 풍선은 헬륨, 수소 또는 가열된 공기로 채워질 수 있습니다. 수소는 헬륨보다 밀도가 낮지만 안전상의 이유로 헬륨이 여전히 더 자주 사용됩니다(수소는 가연성 가스입니다).

뜨거운 공기로 채워진 공을 올리고 내리는 것이 훨씬 쉽습니다. 이렇게 하려면 공 아래쪽에 있는 구멍 아래에 버너를 놓습니다. 공기 온도를 조절하여 밀도와 양력을 조절할 수 있습니다.

볼과 캐빈의 무게가 부력과 같아지는 볼 온도를 선택할 수 있습니다. 그러면 공이 공중에 떠서 관찰하기가 쉬울 것입니다.

우리는 액체 속의 모든 물체가 반대 방향으로 향하는 두 가지 힘, 즉 중력과 아르키메데스 힘에 의해 작용한다는 것을 알고 있습니다. 중력은 물체의 무게와 같으며 아래로 향하는 반면, 아르키메데스 힘은 액체의 밀도에 따라 달라지며 위로 향합니다. 물리학이 물체의 부유를 설명하는 방법, 표면과 물기둥에 떠 있는 물체의 조건은 무엇입니까?

부유체의 상태

아르키메데스의 법칙에 따르면 물체가 떠다니는 조건은 다음과 같습니다. 중력이 아르키메데스의 힘과 같으면 물체는 액체 내 어느 곳에서나 평형 상태에 있을 수 있습니다. 즉, 두께에 따라 부유할 수 있습니다. 중력이 아르키메데스 힘보다 작으면 몸은 액체, 즉 부유물에서 떠오를 것입니다. 몸의 무게가 몸을 밀어내는 아르키메데스의 힘보다 클 경우, 몸은 바닥으로 가라앉게 됩니다. 부력은 액체의 밀도에 따라 달라집니다. 그러나 몸이 뜨는지 가라앉는지 여부는 몸의 밀도에 따라 달라집니다. 밀도가 무게를 증가시키기 때문입니다. 몸의 밀도가 물의 밀도보다 높으면 몸은 익사합니다. 이 경우 어떻게 해야 합니까?

공기로 채워진 구멍으로 인해 마른 나무의 밀도는 물의 밀도보다 낮아 나무가 표면에 떠 있을 수 있습니다. 그러나 철과 다른 많은 물질은 물보다 밀도가 훨씬 높습니다. 이 경우 금속으로 선박을 만들고 다양한 화물을 물로 운송하는 것이 어떻게 가능합니까? 그리고 이를 위해 그 남자는 약간의 트릭을 생각해 냈습니다. 물에 잠긴 배의 선체는 부피가 커지며, 배 내부에는 공기로 채워진 큰 구멍이 있어 배 전체의 밀도가 크게 감소합니다. 이에 따라 선박이 밀어내는 물의 양이 크게 증가하여 부력이 증가하고, 선박의 전체 밀도가 물의 밀도보다 작게 만들어져 선박이 수면에 뜰 수 있게 된다. 따라서 각 선박에는 운반할 수 있는 화물의 질량에 일정한 제한이 있습니다. 이것을 선박의 변위라고 합니다.

구별하다 빈 변위는 배 자체의 질량이고, 총 변위- 이는 상대적으로 평온한 날씨에 익사 위험 없이 특정 선박이 일반적으로 운반할 수 있는 승무원, 모든 장비, 보급품, 연료 및 화물의 총 질량을 더한 빈 배수량입니다.

수생 환경에 서식하는 유기체의 신체 밀도는 물의 밀도에 가깝습니다. 덕분에 그들은 오리발, 지느러미 등 자연이 부여한 장치 덕분에 물기둥에 머물면서 수영할 수 있습니다. 특수 기관인 수영 방광은 물고기의 움직임에 중요한 역할을 합니다. 물고기는 이 거품의 부피와 그 안의 공기의 양을 변경할 수 있으며, 이로 인해 전체 밀도가 변경될 수 있으며 물고기는 불편함 없이 다양한 깊이에서 수영할 수 있습니다.

인체의 밀도는 물의 밀도보다 약간 높습니다. 그러나 사람의 폐에 일정량의 공기가 있으면 물 표면에 조용히 떠있을 수도 있습니다. 실험을 위해 물 속에 있는 동안 폐에서 모든 공기를 내쉬면 천천히 바닥으로 가라앉기 시작합니다. 그러므로 수영은 무서운 것이 아니며 물을 삼켜 폐로 들어가는 것은 위험하며 이는 물 위에서 일어나는 비극의 가장 흔한 원인이라는 것을 항상 기억하십시오.

부양은 신체가 액체 표면이나 액체 내부의 특정 수준에 머무르는 능력입니다.
우리는 액체 속의 모든 물체가 반대 방향으로 향하는 두 가지 힘, 즉 중력과 아르키메데스 힘에 의해 작용한다는 것을 알고 있습니다.
중력은 물체의 무게와 같으며 아래로 향하는 반면, 아르키메데스 힘은 액체의 밀도에 따라 달라지며 위로 향합니다. 물리학은 물체의 부유를 어떻게 설명하며, 표면과 물기둥에 떠 있는 물체의 조건은 무엇입니까?
아르키메데스 힘은 다음 공식으로 표현됩니다.
Fout = g*m f = g* ρ f * V f = P f,
여기서 m은 액체의 질량이고,
Pf는 신체에 의해 대체된 유체의 무게입니다.
그리고 우리의 질량은 m f = ρ f * V f와 같기 때문에 아르키메데스 힘의 공식에서 우리는 그것이 잠긴 몸체의 밀도에 의존하지 않고 변위된 유체의 부피와 밀도에만 의존한다는 것을 알 수 있습니다 몸으로.
아르키메데스 힘은 벡터량입니다. 부력이 존재하는 이유는 몸체의 상부와 하부에 가해지는 압력의 차이 때문인데, 그림에 표시된 압력은 깊이가 깊어지기 때문에 P 2 > P 1 입니다. 아르키메데스의 힘이 발생하려면 몸체가 적어도 부분적으로 액체에 잠겨 있으면 충분합니다.
따라서 물체가 액체 표면에 떠 있으면 액체에 잠긴 물체 부분에 작용하는 부력은 물체 전체의 중력과 같습니다. (Fa = P)
중력이 아르키메데스 힘(Fa > P)보다 작으면 물체는 액체에서 떠오릅니다.
몸의 무게가 몸을 밀어내는 아르키메데스의 힘(Fa)보다 큰 경우
얻은 비율로부터 중요한 결론을 도출할 수 있습니다.
부력은 액체의 밀도에 따라 달라집니다. 몸이 액체 속에서 가라앉거나 뜨는 것은 몸의 밀도에 달려 있습니다.
물체의 밀도가 액체의 밀도와 같으면 물체가 액체에 완전히 담겼을 때 뜨게 됩니다.
물체의 밀도가 액체의 밀도보다 작으면 물체가 액체 표면 위로 부분적으로 튀어나와 부유합니다.
- 몸의 밀도가 액체의 밀도보다 크면 수영이 불가능합니다.
어부의 배는 마른 나무로 만들어져 밀도가 물보다 작습니다.
배는 왜 뜨는가?
물에 잠긴 배의 선체는 부피가 커지며, 배 내부에는 공기로 채워진 큰 구멍이 있어 배 전체의 밀도가 크게 감소합니다. 이에 따라 선박이 밀어내는 물의 양이 크게 증가하여 부력이 증가하고, 선박의 전체 밀도가 물의 밀도보다 작게 만들어져 선박이 수면에 뜰 수 있게 된다. 따라서 각 선박에는 운반할 수 있는 화물의 질량에 일정한 제한이 있습니다. 이것을 선박의 변위라고 합니다.

물리학에서 신체가 떠다니는 것은 무엇입니까? 아르키메데스의 법칙

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일반화

임의의 모양의 몸체에 대한 아르키메데스의 법칙 유도

부유체의 상태