Плавание тел - СПИШИ У АНТОШКИ

Поиск
Перейти к контенту

Главное меню:

Плавание тел

Плавание — это способность тела удерживаться на поверхности жидкости или на определённом уровне внутри жидкости.
 Мы знаем, что на любое тело, находящееся в жидкости, действуют две силы, направленные в противоположные стороны: сила тяжести и архимедова сила. 
Сила тяжести равна весу тела и направлена вниз, архимедова же сила зависит от плотности жидкости и направлена вверх. Как физика объясняет плавание тел, и каковы условия плавания тел на поверхности и в толще воды?

сила архимеда                                Архимедова сила  выражается формулой:


Fвыт = g*mж = g* ρж * Vж = Pж,



где mж – это масса жидкости,
а Pж – вес вытесненной телом жидкости.
А так как масса у нас равна: mж = ρж* Vж, то из формулы архимедовой силы мы видим, что она не зависит от плотности погруженного тела, а только от объема и плотности вытесненной телом жидкости.
Архимедова сила - это  векторная величина. Причина существования выталкивающей силы – разница в давлении на верхнюю и нижнюю часть тела.Указанное на рисунке давление P2 > P1 из-за большей глубины. Для возникновения силы Архимеда достаточно того, чтобы тело было погружено в жидкость хотя бы частично. 
Так, если тело плывёт по поверхности жидкости, значит выталкивающая сила, действующая на погружённую в жидкость часть этого тела равна силе тяжести всего тела. (Fа = Р)
Если сила тяжести меньше архимедовой силы (Fа > Р), то тело будет подниматься из жидкости, то есть всплывать.
В случае же, когда вес тела больше выталкивающей его архимедовой силы (Fа < Р), то тело будет опускаться на дно, то есть тонуть. 
Из полученного соотношения можно сделать важные выводы:
Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости. А будет тело тонуть или плавать в жидкости, зависит от плотности тела. 
 - тело плавает, будучи полностью погруженным в жидкость, если плотность тела равна плотности жидкости
- тело плавает, частично выступая над поверхностью жидкости, если плотность тела меньше плотности жидкости
если плотность тела больше плотности жидкости,  плавание невозможно.
 
Лодки рыбаков изготовлены из сухого дерева, плотность которого меньше плотности воды.
Почему же плавают корабли?
Корпус корабля, который погружается в воду, делают объемным, а внутри этот корабль имеет большие полости, заполненные воздухом, которые сильно уменьшают общую плотность корабля. Объем вытесняемой кораблем воды, таким образом, сильно увеличивают, увеличивая выталкивающую его силу, а плотность корабля в сумме делают меньше плотности воды, дабы корабль мог плавать на поверхности. Поэтому каждый корабль имеет определенный предел массы грузов, который он может увезти. Это называется водоизмещением судна.

 
 
Поиск
Назад к содержимому | Назад к главному меню