закон Архімеда

Через різницю тисків у рідині на різних рівнях виникає виштовхуюча або Архимедова сила, яка обчислюється за формулою:

де: V - об'єм витісненої тілом рідини, або ж обсяг зануреної в рідину частини тіла, # 961; - щільність рідини в яку занурено тіло, і отже, # 961; V - маса витісненої рідини.

Архимедова сила, що діє на занурене в рідину (або газ) тіло, дорівнює вазі рідини (або газу), витісненої тілом. Це твердження, називаемоезаконом Архімеда. справедливо для тіл будь-якої форми.

При цьому вага тіла (тобто сила з якою тіло діє на опору або підвіс) зануреного в рідину зменшується. Якщо прийняти, що вага покоїться тіла в повітрі дорівнює mg. а саме так ми і будемо робити в більшості завдань (хоча взагалі кажучи на тіло в повітрі також діє дуже маленька сила Архімеда з боку атмосфери, адже тіло занурене в газ з атмосфери), то для ваги тіла в рідині можна легко вивести таку важливу формулу:

Ця формула може бути використана при вирішенні великої кількості завдань. Її можна запам'ятати. За допомогою закону Архімеда здійснюється не тільки мореплавання, а й повітроплавання. Із закону Архімеда випливає, що якщо середня щільність тіла # 961; т більше щільності рідини (або газу) # 961; (Або по-іншому mg> FA), тіло буде опускатися на дно. Якщо ж # 961; т <ρ (или по–другому mg

Якщо тіло знаходиться на поверхні рідини (плаває), то на нього діє всього дві сили (Архімеда вгору і тяжкості вниз), які врівноважують один одного. Якщо тіло занурене тільки в одну рідина, то записавши другий закон Ньютона для такого випадку і виконавши прості математичні операції можемо отримати такий вираз зв'язує обсяги і щільності:

де: Vпогр - обсяг зануреної частини тіла, V - повний об'єм тіла. За допомогою цього співвідношення легко вирішується більшість завдань на плавання тел.

Основні теоретичні відомості

Імпульсом (кількістю руху) тіла називають фізичну векторну величину, що є кількісною характеристикою поступального руху тел. Імпульс позначається р. Імпульс тіла дорівнює добутку маси тіла на його швидкість, тобто він розраховується за формулою:

Напрямок вектора імпульсу збігається з напрямком вектора швидкості тіла (спрямований по дотичній до траєкторії). Одиниця виміру імпульсу - кг # 8729; м / с.

Загальний імпульс системи тіл дорівнює векторній сумі імпульсів всіх тіл системи:

Зміна імпульсу одного тіла знаходиться за формулою (зверніть увагу, що різниця кінцевого і початкового імпульсів векторна):

де: pн - імпульс тіла в початковий момент часу, pк - в кінцевий. Головне не плутати два останніх поняття.

Абсолютно пружний удар - абстрактна модель зіткнення, при якій не враховуються втрати енергії на тертя, деформацію, і т.п. Ніякі інші взаємодії, крім безпосереднього контакту, не враховуються. При абсолютно пружному ударі об закріплену поверхню швидкість об'єкта після удару по модулю дорівнює швидкості об'єкта до удару, тобто величина імпульсу не змінюється. Може змінитися тільки його напрямок. При цьому кут падіння дорівнює куту відбиття.

Абсолютно непружних удар - удар, в результаті якого тіла з'єднуються і продовжують подальше свій рух як єдине тіло. Наприклад, пластиліновий кульку при падінні на будь-яку поверхню повністю припиняє свій рух, при зіткненні двох вагонів спрацьовує автозчеплення і вони так само продовжують рухатися далі разом.

Закон збереження імпульсу

При взаємодії тіл імпульс одного тіла може частково або повністю передаватися іншому тілу. Якщо на систему тіл не діють зовнішні сили з боку інших тіл, така система називається замкненою.

У замкнутій системі векторна сума імпульсів всіх тіл, що входять в систему, залишається постійною при будь-яких взаємодіях тіл цієї системи між собою. Цей фундаментальний закон природи називаетсязаконом збереження імпульсу (ЗСИ). Наслідком його є закони Ньютона. Другий закон Ньютона в імпульсної формі може бути записаний у такий спосіб:

Як випливає з цієї формули, в разі якщо на систему тіл не діє зовнішніх сил, яку дію зовнішніх сил скомпенсировано (рівнодіюча сила дорівнює нулю), то зміна імпульсу одно нулю, що означає, що загальний імпульс системи зберігається:

Аналогічно можна міркувати для рівності нулю проекції сили на обрану вісь. Якщо зовнішні сили не діють тільки уздовж однієї з осей, то зберігається проекція імпульсу на дану вісь, наприклад:

Аналогічні записи можна скласти і для інших координатних осей. Так чи інакше, потрібно розуміти, що при цьому самі імпульси можуть змінюватися, але саме їх сума залишається постійною. Закон збереження імпульсу в багатьох випадках дозволяє знаходити швидкості взаємодіючих тіл навіть тоді, коли значення діючих сил невідомі.