Prawo Archimedesa. Siła wyporu

Prawa Archimedesa związane jest z siłą wyporu, która działa na każde ciało zanurzone w cieczy lub gazie.

Wartość siły wyporu określa prawo Archimedesa, które brzmi

Na każde ciało zanurzone w cieczy działa zwrócona do góry siła wyporu (F_w) o wartości równej wartości ciężaru wypartej cieczy przez to ciało

Prawo Archimedesa zapisujemy wzorem

Skąd się bierze siła wyporu?

Siła wyporu jest konsekwencją różnicy sił działających na każde ciało zanurzone w cieczy (gazach). Siła wyporu jest siłą wypadkową wszystkich tych sił. Działanie tych sił przedstawia poniższy rysunek

Siły, które działają w kierunku poziomym na tej samej głębokości na ścianki naczynia się znoszą. Co oznacza, że w kierunku poziomym siła wypadkowa wynosi zero.

Jedynie wypadkowa sił działający w kierunku pionowym jest różna od zera i zawsze jest skierowana pionowo w górę.

Wartości sił działających na zanurzone ciało zależą od głębokości, co wynika z różnej wartości ciśnienia hydrostatycznego na tych głębokościach.

Symulacja działania sił na ciało całkowicie zanurzone w cieczy

Klinkij na poniższym rysunku, aby uruchomić symulację

Sterowanie symulacją siły wyporu

Aby zobaczyć efekt działania symulacji w pierwszym kroku należy podac wysokośc zanurzonego ciała. Początkowo wynosi ona zero. Suwakiem zwieksz/ zmniejsz wysokość zanurzonego ciała.

Obrót ciała wokół pionowej osi- przesuń myszką poniższy przycisk

Symulacja pływania ciał

Symulacja pozwala prześledzić co się dzieje z ciałem pływającym po powierzchni wody jeżeli będziemy zwiększać jego ciężar bez zmiany jego objętość. Sytuacja odpowiada zalewaniu zbiorników balastowych łodzi podwodnej.

Symulację uruchomisz po kliknięciu myszką w powyższą ilustrację.

Sterowanie symulacją łodzi podwodnej

Zmiana kierunku oraz szybkości ruchu łodzi . O zmianie szybkości decyduje wartość wychylenia centralnego przycisku względem położenia początkowego.

• Suwak Alpha- zmiana kanału przezroczystości pozwala zaobserwować co się dzieje ze zbiornikiem balastowym
• Suwak Balast- zwiększa/ zmniejsza stopień zalania zbiornika wodą