Закон Архимеда

Тело, погруженное в жидкость
Тело, погруженное в жидкость, теряет в весе ровно столько, сколько весит вытесненная им жидкость

Все мы любим плескаться в ванне, плавать в речке или море. Попадая в объятия воды, неплохо бы знать, как она действует на нас, да и вообще на все, что в нее попадает.

Пытливые умы задумывались об этом еще в древние времена. Самый дотошный из них жил во II в. до н. э. в городе Сиракузы, что находился на острове Сицилия. Сейчас там живут итальянцы, а раньше остров принадлежал грекам. Одного из них звали Архимедом. Как-то раз правитель Сиракуз Гиерон попросил его выяснить, из чистого ли золота сделана царская корона или жулик-ювелир подмешивал в нее более дешевый металл.

Для решения этой непростой задачи Архимеду надо было справиться с возникшей проблемой — определить объем короны. Зная его, можно было рассчитать массу такой короны из чистого золота и сравнить его с массой царской короны. Архимед долго не мог придумать, как узнать ее объем, а день стоял жаркий, и грек решил принять ванну. Погрузившись в воду, он обратил внимание на то, что уровень воды в ванне поднялся. Вода даже перелилась через край, и в немалом количестве. И тут Архимеда осенило, что его тело вытеснило равную ему по объему часть воды. Значит, и корона, если ее опустить в заполненный до краев водой таз, вытеснит из него воду в объеме, равном объему этой короны. Решение задачи было найдено, и счастливый ученый с криком «Эврика!» в чем мать родила побежал к Гиерону докладывать о своем открытии.

Позже в своем сочинении «Плавающие тела» Архимед сформулировал найденный им основной закон гидростатики, вошедший в науку как закон Архимеда: «Тела, более тяжелые, чем жидкость, опущенные в эту жидкость... станут легче на величину веса жидкости в объеме, равном объему погруженного тела».

Закон Архимеда верен и для газов. То есть каждое тело в воздухе теряет в весе столько, сколько весит вытесненный телом воздух. Намного ли мы легче по этой причине, чем на самом деле?

ЗАКОН АРХИМЕДА С ПОЗИЦИЙ АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОГО СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВА

В покоящейся жидкости давление производится посредством ударов движущихся молекул. Когда некий объем жидкости вымещается твердым телом, направленный вверх импульс ударов молекул будет приходиться не на вытесненные телом молекулы жидкости, а на само тело, чем и объясняется давление, оказываемое на него снизу и выталкивающее его в направлении поверхности жидкости. Если же тело погружено в жидкость полностью, выталкивающая сила будет по-прежнему действовать на него, поскольку давление нарастает с увеличением глубины, и нижняя часть тела подвергается большему давлению, чем верхняя, откуда и возникает выталкивающая сила. Таково объяснение выталкивающей силы на молекулярном уровне.


Поделиться ссылкой