Рис. 2. К пояснению закона Архимеда

Закон Архимеда читается следующим образом: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх и равная весу жидкости, вытесненной телом. Закон Архимеда справедлив для тел любой конфигурации, а также для тел, частично погруженных в жидкость.

Сила Р_А называется архимедовой или подъемной (выталкивающей) силой. Она приложена в центре тяжести вытесненного объема жидкости, который называется центром водоизмещения. Центр водоизмещения обычно не совпадает с центром тяжести тела (кроме однородных тел).

Следовательно, на тело, погруженное в жидкость, действуют две силы:

• вес тела G, приложенный в центре тяжести и направленный вниз;

• подъемная сила Р_А, приложенная в центре водоизмещения и направленная вверх.

Плавучестью называют способность тела плавать в жидкости в погруженном или частично погруженном состоянии. Различают три случая плавания тел:

1) G = Р_А — тело плавает в погруженном состоянии на произвольной глубине (такое состояние называется взвешенным). В этом случае плотности тела р_т и жидкости r_ж равны (r_т = r_ж), так как G = r _TgV = Р_А;

2) G >Р_А (или r_т > r_ж) — тело тонет, если его вес больше выталкивающей силы или плотность тела больше плотности жидкости;

3 ) G< Р_А (или r_т < r_ж) — тело всплывает и плавает на поверхности в частично погруженном состоянии.

Для равновесия плавающего тела, полностью погруженного в жидкость, кроме равенства G= Р_А необходимо, чтобы и моменты этих сил также компенсировались.

На основе закона Архимеда создана теория плавания тел.

Задание:

Оформить конспект.

Решить задачи.

Задача 1: Гидравлический домкрат (рис. 1) должен поднимать груз массой 10 т. Определить усилие рабочего Q на конце рычага, если d = 5 мм, D = 50 мм, h = 0,8, a = 50 мм, b = 300 мм.

Задача 2: Определить, содержится ли примесь породы в самородке золота, если установлено, что вес самородка в воздухе G₀ = 9,65 Н, а вес в воде G_в = 9,15 Н. Плотность чистого золота r_з = 19,3×10³ кг/м³.

Выполненные задание высылаем в ВК или на почту: a.m.baranowskaya@gmail.com