Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z polityką plików cookies.
Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.

Prawo Archimedesa

Prawo Archimedesa – wynika z zasad i własności ciśnienia hydrostatycznego. Aby zrozumieć, czym jest prawo Archimedesa najłatwiej przypomnieć sobie, jakie uczucie towarzyszy nam przy wchodzeniu do basenu lub do wanny z wodą. Czujemy się wtedy lżejsi, a prawo Archimedesa
udziela odpowiedzi o ile czujemy się lżejsi (jaka jest siła wyporu).

Definicja

Siła wyporu działająca na obiekt zanurzony w cieczy jest równa ciężarowi płynu wypartego przez to ciało. Siła wyporu ma ten sam kierunek, co siła ciężkości, ale przeciwny zwrot.

Dla przykładu, aby dowiedzieć się o ile mniej ważymy po wejściu do wody, można nalać całą wannę wody (aż po same brzegi), następnie wejść do tej wanny, ilość (ciężar) wody, jaka się wylała jest dokładnie ciężarem o jaki czujemy się lżejsi pływając w basenie. Wartość tej siły zależy więc od objętości i gęstości cieczy w jakiej znajduje się rozpatrywany obiekt oraz od wartości przyspieszenia ziemskiego i można go przedstawić za pomocą następującego wzoru:

\(F_w= \varrho \cdot g \cdot V\)

gdzie:

\(F\) – siła wyporu [N],

\( \varrho \) – gęstość cieczy w której zanurzony jest obiekt, dla wody przyjmuje się średnio \(1000 \left [\dfrac{kg}{m^3}\right ]\),

\(g\) – przyspieszenie ziemskie
przyjmuje sie \( 9,81 \: \left [ \dfrac{m}{s^2} \right ]\),

\(V\) – objętość obiektu zanurzona w cieczy \(\left [ m^3 \right ]\).

Podstawowe własności wynikające z wzoru:

 - im większa gęstość cieczy tym większa siła wyporu i odwrotnie,

 - im większa objętość badanego obiektu tym większa siła wyporu,

Jeśli siła wyporu działająca na dany obiekt ma większą wartość niż siła grawitacji to rozpatrywany obiekt będzie pływał (nie zatonie). W takim przypadku siła ciężkości jest równoważona przez siłę wyporu, regulacja tej równowagi polega na zanurzeniu części badanego obiektu. Część badanego obiektu znajdująca się pod powierzchnią wody tworzy siłę wyporu równą jego ciężarowi.

Jeśli siła wyporu danego ciała jest mniejsza niż jego ciężar to ciało zatonie.

Jeśli siła wyporu zanurzonego ciała jest równa ciężarowi ciała to nie będzie ono ani wypływać ani tonąc, tak jak łódź podwodna będzie mogło utrzymać się na określonej głębokości.

Prawo Archimedesa można przełożyć również na gazy. Balony regulują swoją wysokość przez podgrzewanie, co powoduje zmianę ich ciężaru. Sterowce podobnie jak łodzie podwodne mają komory balastowe, w ten sposób regulują swoją gęstość przez np. wypuszczenie części gazu.