El Poder d'Arquimedes

El genial Arquimedes va créixer en la família dels matemàtics, va rebre una excel·lent educació a Alexandria i va passar tota la seva vida a la ciutat siciliana de Siracusa. Es va convertir en el fundador de la mecànica teòrica, va treballar amb èxit en els problemes de trobar la superfície i el volum de diverses figures i cossos. Sovint recorda la seva cèlebre frase "Donar-me un punt de suport, i vaig a donar volta a la terra" i l'exclamació de "Eureka". Quan va descobrir la llei, més tard es va nomenar després d'ell. Però, a més, va ser un destacat científic en el camp de la geometria i la mecànica, i els seus assoliments d'enginyeria van despertar sorpresa entre els seus contemporanis amb el coratge dels seus dissenys i la grandesa dels resultats. Va construir catapultes amb un gran llançament, el sistema dels seus mecanismes d'apalancament permetre aixecar la nau per sobre de l'aigua, i el bloc de miralls reflectants del sol inventat per ell va cremar la flota romana al lloc de Siracusa.

Entre els altres descobriments que la història relaciona amb el nom d'aquest genial científic, en física la força d'Arquimedes va romandre per sempre. Aquest descobriment es va associar a una necessitat pràctica: es va requerir determinar l'honestedat dels joiers que van produir la corona per al rei Hiero II. El que ara s'anomena gravetat específica ja era conegut en aquells temps, però la forma de determinar el volum d'un producte tan complex era incomprensible. La llegenda contínuament vincula el descobriment de la llei d'Arquimedes amb l'acceptació d'un bany per part d'un científic. L'essència del descobriment és que la força de flotabilitat d'Arquímedes actua sobre el cos en el líquid, la definició del qual és objecte d'atenció especial per als dissenyadors d'equips de natació, dispositius que operen en líquids, sota l'aigua, així com objectes de globus aerostàtics, globus aerostàtics, sondes, aeronaus, etc. .

La formulació clàssica de la llei diu que la força d'Arquimedes és igual al pes del líquid que el cos immers en ell s'ha desplaçat. Sota aquesta definició, la fórmula es descriu molt fàcilment: si suposem que el volum del cos immers en el líquid és 0, i la gravetat específica del líquid és p, llavors el seu producte és la força desitjada d'Arquimedes. La fórmula per al seu càlcul està escrita de la següent manera:

Φα = ρ * 0

Molt sovint hi ha una temptació de revisar la llei d'Arquimedes respecte als gasos: la densitat del líquid i el gas són molt diferents. Per als escèptics, hi ha un experiment bastant senzill. A la caixa, amb la possibilitat de bombear l'aire, col·loquem a les escales una gran bola, per exemple, de vidre i equilibrarem el pes del metall.

Així, en l'aire, el pes de la pilota es balanceja pel pes del pes i podem escriure la igualtat Pm = Pr, que està satisfeta, ja que Els objectes són equilibrats. Si inicialment suposem que la llei d'Arquimedes és vàlida, la força d'Arquimedes Φι i Φ2 actua sobre la pilota i el pes, i després la condició d'equilibri es pot reescriure d'una altra manera:

Pm = Pi, - Pi i Pi = Pi, - Pi, on Pi i Pi, són el pes de la bola i el pes en el buit. A continuació, actuem com ens ensenyaven a l'escola: Pm1 = Pm = Pi1 - P2, d'on Pm1 = Pi1 - P2 + Pm = Pi + ($ m - F2).

El cas roman petit: cal revelar el contingut de les forces d'empenta per a l'esfera i la manuelles: $ m = p * 0m i $ 2 = p * O2.

Substituïm els valors de les forces empènyer en l'expressió per Pm.

Pm1 = Pr1 - Φι + Φω = Pr1 + (p * Ow - p * Og) = Pr1 + p * (Oy - O2).

Finalment, pel pes de la bola en el buit, obtenim una expressió que, atès que Gm> Gg, no deixa cap dubte: el pes de la bola en el buit és superior al pes de la manuelles, encara que en l'aire es troben equilibrats: Pm = Pr2 + p * ).

El motiu d'aquesta conclusió és que la força d'Arquimedes depèn del pes específic de l'aire i el volum de l'esfera. En el nostre cas, és molt fàcil comprovar aquesta conclusió: cal evacuar l'aire de la caixa. Si això es fa, podem assegurar-nos que la llei és una llei, i sempre i on es compleix, tant en líquid com en gasos. La confirmació d'això serà un pes reduït i anteriorment equilibrat, una bola.

El dispositiu, l'existència mateixa és una demostració contínua de la llei d'Arquimedes en totes les seves manifestacions, és un submarí. La regulació del pes d'un vaixell per a la realització de totes les variants del moviment amb l'ajuda dels tancs de llast és un exemple viu de l'ús pràctic d'un descobriment molt antic en condicions modernes.