Batas ni Archimedes: ang kasaysayan ng pagtuklas at ang kakanyahan ng kababalaghan para sa mga dummies. Batas ni Archimedes: ang kasaysayan ng pagtuklas at ang kakanyahan ng phenomenon para sa mga dummies Paano natuklasan ang batas ni Archimedes at ang pinagmulan ng sikat na "Eureka!"

Mukhang wala nang mas simple kaysa sa batas ni Archimedes. Ngunit sa sandaling si Archimedes mismo ay nabalian ang kanyang ulo sa kanyang natuklasan. Paano ito?

Ang isang kawili-wiling kuwento ay konektado sa pagtuklas ng pangunahing batas ng hydrostatics.

Mga kagiliw-giliw na katotohanan at alamat mula sa buhay at kamatayan ni Archimedes

Bilang karagdagan sa isang napakalaking tagumpay tulad ng pagtuklas ng aktwal na batas ng Archimedes, ang siyentipiko ay mayroon ding isang buong listahan ng mga merito at tagumpay. Sa pangkalahatan, siya ay isang henyo na nagtrabaho sa larangan ng mekanika, astronomiya, at matematika. Sumulat siya ng mga gawa tulad ng isang treatise "sa mga lumulutang na katawan", "sa isang bola at isang silindro", "sa mga spiral", "sa conoids at spheroids" at maging "sa mga butil ng buhangin". Sa pinakahuling gawain, sinubukang sukatin ang bilang ng mga butil ng buhangin na kailangan para punan ang uniberso.

Ang papel ni Archimedes sa pagkubkob sa Syracuse

Noong 212 BC, ang Syracuse ay kinubkob ng mga Romano. Ang 75-taong-gulang na si Archimedes ay nagdisenyo ng malalakas na tirador at mga short-range light throwing machine, pati na rin ang tinatawag na "Archimedes' claws". Sa kanilang tulong, posible na literal na i-turn over ang mga barko ng kaaway. Nahaharap sa gayong makapangyarihan at teknolohikal na pagtutol, ang mga Romano ay hindi masakop ang lungsod sa pamamagitan ng bagyo at napilitang magsimula ng isang pagkubkob. Ayon sa isa pang alamat, si Archimedes, sa tulong ng mga salamin, ay nagawang sunugin ang armada ng Roma, na nakatuon sinag ng araw sa mga barko. Ang katotohanan ng alamat na ito ay tila nagdududa, dahil. wala sa mga mananalaysay noong panahong iyon ang nagbanggit nito.

Kamatayan ni Archimedes

Ayon sa maraming mga testimonya, si Archimedes ay pinatay ng mga Romano nang makuha nila ang Syracuse. Narito ang isa sa mga posibleng bersyon ng pagkamatay ng mahusay na inhinyero.

Sa balkonahe ng kanyang bahay, pinag-isipan ng siyentipiko ang mga diagram na iginuhit niya gamit ang kanyang kamay sa buhangin. Isang dumaan na sundalo ang tumapak sa guhit, at si Archimedes, na nalubog sa pag-iisip, ay sumigaw: "Lumayo ka sa aking mga guhit." Bilang tugon dito, isang sundalong nagmamadali sa kung saan ay simpleng tinusok ng espada ang matandang lalaki.

Well, ngayon tungkol sa masakit na punto: tungkol sa batas at kapangyarihan ni Archimedes ...

Paano natuklasan ang batas ni Archimedes at ang pinagmulan ng sikat na "Eureka!"

Sinaunang panahon. Ikatlong siglo BC. Sicily, kung saan wala pa ring mafia, ngunit may mga sinaunang Griyego.

Imbentor, inhinyero at theoretical scientist mula sa Syracuse (Greek colony sa Sicily) si Archimedes ay nagsilbi sa ilalim ni Haring Hieron II. Minsan ang mga alahas ay gumawa ng gintong korona para sa hari. Ang hari, bilang isang kahina-hinalang tao, ay tinawag ang siyentipiko sa kanya at inutusan siyang alamin kung ang korona ay naglalaman ng mga dumi ng pilak. Dito dapat sabihin na sa malayong oras na iyon ay walang nakalutas sa mga naturang isyu at ang kaso ay hindi pa naganap.

Nag-isip si Archimedes nang mahabang panahon, hindi nakaisip ng anuman, at isang araw ay nagpasya na pumunta sa banyo. Doon, nakaupo sa isang mangkok ng tubig, nakahanap ang siyentipiko ng solusyon sa problema. Nakuha ni Archimedes ang pansin sa isang ganap na halatang bagay: ang katawan, na bumulusok sa tubig, ay inilipat ang isang dami ng tubig na katumbas ng sarili nitong dami ng katawan.

Noon, nang hindi man lang nag-abala na magbihis, tumalon si Archimedes mula sa paliguan at sinigaw ang kanyang sikat na "Eureka", na nangangahulugang "nahanap." Pagpapakita sa hari, hiniling ni Archimedes na bigyan siya ng mga ingot ng pilak at ginto, na katumbas ng timbang sa korona. Sa pamamagitan ng pagsukat at paghahambing ng dami ng tubig na inilipat ng korona at ng mga ingot, natuklasan ni Archimedes na ang korona ay hindi gawa sa purong ginto, ngunit may mga pilak na dumi. Ito ang kwento ng pagkatuklas ng batas ni Archimedes.

Ang kakanyahan ng batas ni Archimedes

Kung tinatanong mo ang iyong sarili kung paano maunawaan ang prinsipyo ni Archimedes, sasagutin namin. Umupo ka lang, mag-isip, at darating ang pag-unawa. Sa katunayan, ang batas na ito ay nagsasabi:

Ang isang katawan na nakalubog sa isang gas o likido ay pinaandar ng isang buoyant na puwersa na katumbas ng bigat ng likido (gas) sa dami ng nakalubog na bahagi ng katawan. Ang puwersang ito ay tinatawag na puwersang Archimedes.

Tulad ng nakikita mo, ang puwersa ng Archimedes ay kumikilos hindi lamang sa mga katawan na nahuhulog sa tubig, kundi pati na rin sa mga katawan sa kapaligiran. Ang puwersa na nagpapataas ng lobo ay ang parehong puwersa ni Archimedes. Ang puwersa ng Archimedean ay kinakalkula gamit ang formula:

Narito ang unang termino ay ang density ng likido (gas), ang pangalawa ay ang acceleration libreng pagkahulog, ang pangatlo ay ang dami ng katawan. Kung ang puwersa ng grabidad ay katumbas ng puwersa ni Archimedes, ang katawan ay lumulutang, kung ito ay mas malaki, ito ay lumulubog, at kung ito ay mas mababa, ito ay lumulutang hanggang sa ito ay magsimulang lumutang.

Sa artikulong ito, sinuri namin ang batas ni Archimedes para sa mga dummies. Kung gusto mong malaman kung paano lutasin ang mga problema kung saan mayroong batas ni Archimedes, mangyaring makipag-ugnayan aming mga espesyalista. Ang pinakamahusay na mga may-akda ay masayang magbahagi ng kanilang kaalaman at masira ang solusyon sa pinakamahirap na gawain "sa mga istante".

Sa isang video lesson sa physics mula sa Academy of Entertaining Sciences, si Propesor Daniil Edisonovich ay magsasalita tungkol sa sinaunang Greek scientist na si Archimedes at ilan sa kanyang mga kamangha-manghang pagtuklas. Paano mo malalaman kung ang ginto ay dalisay? Paano nagagawang lumutang ang maraming toneladang barko sa mga alon ng karagatan? Puno ang ating buhay mahiwagang phenomena at nakakalito na mga palaisipan. Ang pisika ay maaaring makakuha ng mga pahiwatig sa ilan sa mga ito. Matapos mapanood ang ikawalong video lesson ng physics, makikilala mo ang batas ni Archimedes at ang puwersa ng Archimedean, pati na rin ang kasaysayan ng kanilang pagtuklas.

Batas ni Archimedes

Bakit mas mababa ang timbang ng mga bagay sa tubig kaysa sa lupa? Para sa isang tao, ang pagiging nasa tubig ay maihahambing sa pagiging nasa isang estado ng kawalan ng timbang. Ginagamit ito sa kanilang pagsasanay sa mga astronaut. Ngunit bakit ito nangyayari? Ang katotohanan ay ang isang masiglang puwersa, na natuklasan ng sinaunang pilosopong Griyego na si Archimedes, ay kumikilos sa mga katawan na nahuhulog sa tubig. Ang batas ng Archimedes ay ganito ang tunog - ang isang katawan na nahuhulog sa isang likido ay nawawalan ng timbang na kasing dami ng dami ng tubig na inilipat nito. Ang buoyant force ay pinangalanang Archimedean, bilang parangal sa nakatuklas. Si Archimedes ay isa sa mga pinakadakilang siyentipiko Sinaunang Greece. Ang napakatalino na mathematician at mekaniko ay nanirahan sa Syracuse noong ika-3 siglo BC. e. Sa panahong ito, si Haring Hieron ay namuno sa Syracuse. Minsan si Hieron, na natanggap mula sa mga master ang gintong korona na iniutos niya, ay nag-alinlangan sa kanilang katapatan. Tila sa kanya ay itinago nila ang bahagi ng ginto na ibinigay para sa paggawa nito, at pinalitan ito ng pilak. Ngunit paano mahatulan ang mga alahas ng isang pekeng? Inutusan ni Hiero si Archimedes na alamin kung mayroong pinaghalong pilak sa gintong korona. Si Archimedes ay patuloy na naghahanap ng solusyon sa problema, hindi tumitigil sa pag-iisip tungkol dito kapag siya ay abala sa ibang mga bagay. At ang solusyon ay natagpuan ... sa paliguan. Sinabon ni Archimedes ang kanyang sarili ng abo at umakyat sa paliguan.At kung ano ang nangyari sa tuwing ang sinumang tao, kahit isang siyentipiko, ay nakaupo sa alinman, kahit isang paliguan ng marmol - ang tubig sa loob nito ay tumataas. Ngunit kung ano ang karaniwang hindi pinapansin ni Archimedes, bigla siyang naging interesado. Bumangon siya - bumaba ang antas ng tubig, umupo siya muli - tumaas ang tubig; tsaka bumangon ito habang lumulubog ang katawan. At sa sandaling iyon ay bumungad kay Archimedes. Nakita niya sa isang dosenang mga eksperimento na nagsagawa ng isang pahiwatig kung paano nauugnay ang dami ng isang katawan sa bigat nito. At napagtanto ko na ang gawain ni Haring Hieron ay malulutas. At labis siyang natuwa sa kanyang hindi sinasadyang pagtuklas na, dahil siya ay - hubad, na may mga labi ng abo sa kanyang katawan - tumakbo siya pauwi sa lungsod, pinupuno ang kalye ng mga sigaw: "Eureka! Eureka!" Ito ay kung paano natagpuan ni Archimedes, ayon sa alamat, ang solusyon sa problema ni Hiero. Humiling si Archimedes sa hari ng dalawang ingot - pilak at ginto. Ang bigat ng bawat ingot ay katumbas ng bigat ng korona. Ang paglalagay ng isang pilak at pagkatapos ay isang gintong ingot sa isang sisidlan na puno ng tubig, sinukat ng siyentipiko ang dami ng tubig na inilipat ng bawat isa sa mga ingot. Mas kaunting tubig ang inilipat ng ginto kaysa sa pilak. At lahat dahil ang dami ng isang piraso ng ginto ay mas mababa sa isang piraso ng pilak na may parehong timbang. Kung tutuusin, mas mabigat ang ginto kaysa pilak. Pagkatapos ay inilubog ni Archimedes ang korona sa sisidlan at sinukat ang dami ng tubig na inilipat nito. Ang korona ay naglipat ng mas kaunting tubig kaysa sa isang piraso ng pilak. ngunit higit pa sa isang bar ng ginto. Kaya nalantad ang panloloko ng mag-aalahas. Dahil sa puwersa ng Archimedean, ang mga dambuhalang barko na tumitimbang ng daan-daang libong tonelada ay kayang lumutang. Ito ay dahil sa katotohanan na mayroon silang malaking displacement. Iyon ay, ang kanilang dami ay tulad na ito displaces isang malaking halaga ng tubig. At tulad ng naaalala mo, mas malaki ang volume ng katawan, mas malakas ang puwersa ng Archimedean na kumikilos dito.

MGA KARANASAN sa paksang "Archimedean force"

Ang agham ay kahanga-hanga, kawili-wili at masaya. Ngunit mahirap maniwala sa mga himala mula sa mga salita, kailangan mong hawakan ang mga ito gamit ang iyong sariling mga kamay. May karanasan - nakakaaliw!
At kung mag-iingat ka
Independyente ang isip
At may physics sa "ikaw"
Nakakaaliw ang karanasang iyon -
Masayahin, kapana-panabik -
Magbubunyag ng mga sikreto sa iyo
At mga bagong pangarap!

1) Buhay at patay na tubig

Ilagay sa mesa ang isang litro na garapon ng baso na puno ng 2/3 ng tubig, at dalawang baso na may mga likido: ang isa ay may inskripsyon na "buhay na tubig", ang isa ay may inskripsyon na "patay". Isawsaw ang isang patatas na tuber (o isang hilaw na itlog) sa isang garapon. Siya ay nalulunod. Magdagdag ng "buhay" na tubig sa garapon - ang tuber ay lumulutang, magdagdag ng "patay" na tubig - muli itong lulubog. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isa o isa pang likido, maaari kang makakuha ng isang solusyon kung saan ang tuber ay hindi lumulutang sa ibabaw, ngunit hindi rin pupunta sa ilalim.
Ang lihim ng karanasan ay na sa unang baso - puspos na solusyon asin, sa pangalawa - ordinaryong tubig. (Tip: bago ang demonstrasyon, mas mahusay na alisan ng balat ang mga patatas, at ibuhos ang isang mahinang solusyon ng asin sa garapon upang kahit na ang isang bahagyang pagtaas sa konsentrasyon nito ay nagdudulot ng epekto).

2) Carthusian pipette diver

Punan ang pipette ng tubig upang lumutang ito nang patayo, halos lubog sa tubig. Isawsaw ang pipette ng maninisid sa isang malinaw na bote ng plastik na puno ng tubig. Isara nang mahigpit ang bote gamit ang takip. Kapag pinindot ang mga dingding ng sisidlan, magsisimulang punuin ng tubig ang maninisid. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng pressure, himukin ang diver na sundin ang iyong mga utos: "Pababa!", "Up!" at "Tumigil ka!" (tumigil sa anumang kalaliman).

3) Unpredictable patatas

(Maaaring gawin ang eksperimento gamit ang isang itlog). Isawsaw ang patatas na tuber sa isang sisidlang salamin na kalahating puno ng may tubig na solusyon ng table salt. Lutang siya sa ibabaw.
Ano ang mangyayari sa patatas kung magdagdag ka ng tubig sa isang sisidlan? Ang karaniwang sagot ay lulutang ang patatas. Maingat na ibuhos ang tubig (ang density nito ay mas mababa kaysa sa density ng solusyon at mga itlog) sa pamamagitan ng funnel sa kahabaan ng dingding ng sisidlan hanggang sa mapuno ito. Ang mga patatas, sa sorpresa ng madla, ay nananatili sa parehong antas.

4) Umiikot na peach

Ibuhos sa isang baso ng sparkling na tubig. Ang carbon dioxide na natunaw sa likido sa ilalim ng presyon ay magsisimulang lumabas dito. Maglagay ng peach sa isang baso. Agad itong lulutang sa ibabaw at ... magsisimulang umikot na parang gulong. Ito ay magiging ganito sa loob ng mahabang panahon.

Upang maunawaan ang dahilan ng pag-ikot na ito, tingnang mabuti kung ano ang nangyayari. Bigyang-pansin ang makinis na balat ng prutas, sa mga buhok kung saan mananatili ang mga bula ng gas. Dahil palaging magkakaroon ng mas maraming bula sa kalahati ng peach, isang malaking buoyant force ang kumikilos dito, at ito ay lumilitaw.

5) Ang puwersa ni Archimedes sa bulk matter

Sa pagtatanghal ng Archimedes Legacy, nakipagkumpitensya ang mga naninirahan sa Syracuse sa "pagkuha ng perlas mula sa ilalim ng dagat." Ang isang katulad ngunit mas simpleng pagpapakita ay maaaring ulitin gamit ang isang maliit na garapon ng millet (bigas). Maglagay ng tennis ball (o cork stopper) dito at isara ang takip. Baliktarin ang garapon upang ang bola ay nasa ibabang bahagi nito sa ilalim ng dawa. Kung lumikha ka ng isang bahagyang panginginig ng boses (bahagyang iling ang garapon pataas at pababa), pagkatapos ay bababa ang puwersa ng alitan sa pagitan ng mga butil ng dawa, sila ay magiging mobile, at pagkaraan ng ilang sandali ang bola ay lumulutang sa ibabaw sa ilalim ng pagkilos ng puwersa. ng Archimedes.

6) Ang pakete ay lumipad nang walang pakpak

Maglagay ng kandila, sindihan ito, hawakan ang isang bag sa ibabaw nito, ang hangin sa bag ay uminit,

Pagkatapos ilabas ang pakete, tingnan kung paano lilipad ang pakete sa ilalim ng pagkilos ng puwersa ng Archimedes.

7) Iba-iba ang paglangoy ng iba't ibang manlalangoy

Ibuhos ang tubig at mantika sa isang sisidlan. Ibaba ang nut, plug at mga piraso ng yelo. Ang nut ay nasa ilalim, ang plug ay nasa ibabaw ng langis, ang yelo ay nasa ibabaw ng tubig sa ilalim ng isang layer ng langis.

Ito ay dahil sa mga kondisyon ng mga katawan ng paglangoy:

ang puwersa ni Archimedes ay mas malaki kaysa sa gravity ng cork - ang cork ay lumulutang sa ibabaw,

ang puwersa ni Archimedes ay mas mababa kaysa sa puwersa ng grabidad na kumikilos sa nut - lumubog ang nut

ang puwersa ng Archimedes na kumikilos sa isang piraso ng yelo ay mas malaki kaysa sa gravity ng yelo - ang cork ay lumulutang sa ibabaw ng tubig, ngunit dahil ang density ng langis ay mas mababa kaysa sa density ng tubig, at mas mababa kaysa sa density ng yelo. - ang langis ay mananatili sa ibabaw sa ibabaw ng yelo at tubig

8) Karanasan sa pagkumpirma ng batas

Isabit ang balde at silindro sa bukal. Ang dami ng silindro ay katumbas ng panloob na dami ng balde. Ang extension ng tagsibol ay minarkahan ng isang pointer. Ilubog ang buong silindro sa isang sisidlan na puno ng tubig. Ang tubig ay ibinuhos sa isang baso.

Ang dami ng natapong tubig aytungkol sadami ng isang katawan na nakalubog sa tubig. Ang spring pointer ay nagmamarka ng pagbawas sa bigat ng silindro sa tubig na dulot ng pagkilossabuoyant force.

Ibuhos ang tubig mula sa baso papunta sa balde at makikita mo na ang spring pointer ay bumalik sa orihinal nitong posisyon. Kaya, sa ilalim ng pagkilos ng puwersa ng Archimedean, ang tagsibol ay nagkontrata, at sa ilalim ng impluwensya ng bigat ng inilipat na tubig, bumalik ito sa orihinal na posisyon nito. Ang puwersa ng Archimedean ay katumbas ng bigat ng likidong inilipat ng katawan.

9) Nawalan ng balanse

Gumawa ng isang silindro ng papel, ibitin nang patiwarik sa isang pingga at balanse.

Dalhin natin ang spirit lamp sa ilalim ng silindro. Sa ilalim ng pagkilos ng init, ang balanse ay nabalisa, ang sisidlan ay tumataas. Habang lumalaki ang kapangyarihan ni Archimedes.

ganyanAng mga shell na puno ng mainit na gas o mainit na hangin ay tinatawag mga lobo at ginagamit para sa aeronautics.

KONGKLUSYON

Pagkatapos magsagawa ng mga eksperimento, kumbinsido kami na ang mga katawan na nakalubog sa mga likido, gas at maging ang mga bulk substance ay apektado ng puwersa ng Archimedes, na nakadirekta patayo pataas. Ang puwersa ng Archimedean ay hindi nakasalalay sa hugis ng katawan, sa lalim ng paglulubog nito, sa density ng katawan at sa masa nito. Ang puwersa ng Archimedes ay katumbas ng bigat ng likido sa dami ng nakalubog na bahagi ng katawan.