ВИШТОВХУВАЛЬНА СИЛА - ЦЕ СИЛА, ЯКА ДІЄ НА ТІЛО, ЗНАХОДЯЧИСЬ У РІДИНІ АБО ГАЗІ.

РИС.1                                                                                                РИС.2

ОСНОВНА ІДЕЯ ЗАКОНУ АРХІМЕДА ПОЛЯГАЄ В

ТОМУ, ЩО КОЖНЕ ТІЛО, ЗАНУРЕНЕ У РІДИНУ

АБО ГАЗ, ВИТІСНЯЄ ОБ'ЄМ ЦЬОГО

СЕРЕДОВИЩА, І НА НЬОГО ДІЄ СИЛА, ЯКА

НАЗИВАЄТЬСЯ ВИШТОВХУВАЛЬНОЮ СИЛОЮ. ЦЯ СИЛА НАПРЯМЛЕНА ВГОРУ І РІВНА ВАЗІ РІДИНИ АБО ГАЗУ, ЯКУ ВОНО ВИТІСНЯЄ.

Для тіл, що плавають, виштовхувальна сила дорівнює вазі води, яку воно витісняє, і рівна вазі тіла. Тобто, сила, з якою тіло плаває, рівна силі тяжіння, яка діє на тіло, а це дозволяє тілу залишатися у рівновазі.

ДЛЯ ВИВЧЕННЯ ЦЬОГО ЯВИЩА МИ МОЖЕМО РОЗГЛЯНУТИ ТАКІ КЛЮЧОВІ

ПОНЯТТЯ:

Щільність речовини: Це величина, яка визначає, наскільки багато маси займає певний об'єм речовини. У рідини чи газу щільність може змінюватись в залежності від тиску та температури.

Закон Архімеда: Це фізичний закон, який

стверджує, що кожне тіло, знаходячись у

рідині або газі, зазнає дії виштовхувальної сили, рівної вазі рідини або газу, яку воно витісняє.

 Об'єм тіла: Це просторова

кількість місця, яку тіло займає. Об'єм

тіла, який занурений у рідину чи газ,

визначає величину виштовхувальної сили.

ІСНУВАННЯ ВИШТОВХУВАЛЬНОЇ СИЛИ ПІДТВЕРДЖУЄТЬСЯ

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНО І ВІДОБРАЖАЄТЬСЯ В ПРИРОДІ ЧЕРЕЗ

РІЗНОМАНІТНІ ЯВИЩА ТА ПРАКТИЧНІ ЗАСТОСУВАННЯ

 Плавання тіл: Виштовхувальна сила є причиною того, чому плаваючі тіла піднімаються на поверхню рідини. Це спостерігається в природі, наприклад, у плаванні суден, риб та інших тварин.

 Гідростатичний тиск: У газах і рідинах існує гідростатичний тиск, який виникає через вагу стовпа рідини або газу над певною точкою. Цей тиск також відображає наявність виштовхувальної сили, яка діє на тіла, занурені у ці середовища.

 Приклади в житті: Виштовхувальна сила використовується в різних практичних застосуваннях, таких як вимірювання щільності рідин, підйом суден, робота підводних апаратів тощо.

ПРИЧИНИ ВИНИКНЕННЯ ВИШТОВХУВАЛЬНОЇ СИЛИ У РІДИНАХ І ГАЗАХ

Закон Архімеда:

Коли тіло занурюється у рідину або газ, воно витісняє деякий об'єм цього середовища. Закон Архімеда стверджує, що виштовхувальна сила, що діє на занурене тіло, рівна вазі рідини або газу, який воно витісняє. Це пояснюється тим, що середовище намагається повернутися до свого початкового стану після того, як тіло було занурене, і це створює виштовхувальну силу, щоб підняти тіло нагору.

Гідростатичний тиск:

Гідростатичний тиск - це тиск, який виникає в рідині або газі внаслідок ваги стовпа цього середовища, який знаходиться над певною точкою. Цей тиск передається на всі точки зануреного тіла і створює виштовхувальну силу. Чим глибше занурене тіло, тим більший тиск діє на нього, і тим самим більша виштовхувальна сила.

Взаємодія молекул:

У рідинах і газах молекули постійно рухаються та взаємодіють одна з одною. Ця взаємодія створює градієнт тиску, який призводить до створення виштовхувальної сили. Наприклад, у рідині на дно впливає більше молекул, ніж на верхню поверхню, через що дно викликає більший тиск, а це в свою чергу створює виштовхувальну силу вгору.

Історичні відомості. Про видатного давньогрецького вченого та винахідника Архімеда складали легенди ще за його життя. Згідно з однією з них цар Сіракуз наказав своєму придворному ювеліру зробити корону з чистого золота. Але коли ювелір приніс царю виготовлену ним корону, той запідозрив, що ювелір підмішав у золото срібла, і попросив Архімеда перевірити, чи це дійсно так. Архімед довго міркував над цим завданням: корона мала надзвичайно складну форму і тому знайти об’єм її за допомогою вимірювання  розмірів та обчислення неможливо. Одного дня, приймаючи ванну, учений раптом усвідомив, що внаслідок занурення у воду його тіло стає «легшим». І тут у Архімеда сяйнула думка: адже за «втратою ваги» тіла при зануренні його у воду можна визначити об’єм тіла будь-якої форми!

Вискочивши з ванни , Архімед помчав вулицями Сіракуз, у захваті волаючи «Еврика!», що в перекладі з грецької означає «Знайшов!». Відтоді слово «еврика» стало в багатьох мовах символом відкриття, осяяння.

Згідно з цим варіантом легенди про Архімеда він, по суті, винайшов спосіб гідростатичного зважування.

 Архімедова сила допомагає піднімати у воді важкі камені або інші предмети, допомагає масивним китам, акулам, крокодилам підніматися і рухатись у воді. Чи завжди вода допомагає підняти тіло?

 Ні, це трапляється, коли тіло лежить на дні й щільно до нього прилягає. Вода не може потрапити під нижню поверхню тіла і допомогти своїм тиском підняти його. Щоб відірвати тіло від дна, слід подолати силу тяжіння, яка діє на тіло, а також силу тиску води на верхню поверхню тіла, тому так важко піднімати затонулі судна. Слід зауважити, що зазначене явище може призвести й до трагедії: якщо підводний човен опуститься на глинисте дно і витіснить із під себе воду, самотужки спливти він не зможе.