Principiul lui Arhimede
De la Wikipedia, enciclopedia liberă
![]() |
Acest articol are nevoie de ajutorul dumneavoastră! Puteţi contribui la dezvoltarea şi îmbunătăţirea lui apăsând butonul "modifică pagina". |
Principiul lui Arhimede este numele destul cunoscut (şi recunoscut) sub care este enunţat unul din cele mai notabile principii din fizica fluidelor, un corp cufundat într-un fluid este împins de către fluid, de jos în sus, cu o forţă proporţională cu greutatea volumului de lichid dezlocuit.
Se pot distinge trei cazuri de fluide diferite, cel al lichidelor, cel al gazelor şi cel al plasmei. În general este mai uşor de studiat cazul în care fluidul este un lichid pentru că lichidele au volum propriu şi, ca atare, densitatea lichidelor variază relativ puţin o dată cu schimbarea temperaturii sau a altor condiţii de mediu. Cazurile gazelor şi al plasmei sunt mai complicat de studiat, datorită variaţiei sensibile a diferitelor caracteristici ale acestor fluide la schimbarea condiţiilor iniţiale ale mediului.
[modifică] O demonstraţie elementară
Demonstraţia principiului este relativ simplă şi relativ elementară. De remarcat că notaţiile folosite sunt: pentru vectori litere îngroşate italice (G şi A) iar pentru scalari "doar" litere îngroşate (G şi A).
Fizic şi matematic cea mai cunoscută abordare a problemei este cea în care se utilizează principiile mecanicii newtoniene, iar ca vectori greutatea corpului, G, şi respectiv forţa ascensională (sau arhimedică) a lichidului, A.
Conform principiului acţiunii şi reacţiunii, formulat astfel: "pentru orice acţiune, reprezentată de un forţă, există o forţă egală ca mărime, dar de sens contrar, numită reacţiune", cele două forţe "antagoniste" sunt aici greutatea corpului, G, care exercită o acţiune asupra corpului de sus în jos, şi forţa ascensională a fluidului, A, exercitată de jos în sus.
Atunci, ecuaţia vectorială a echilibrului static corp de masa m, densitate d şi volum V devine:
G + A = 0 (1)
Ecuaţia scalară, alegând o axă verticală (îndreptată de sus în jos, aidoma greutăţii) ca sistem de referinţă (SR), este:
G - A = 0 (2)
De unde, se observă că expresia forţei arhimedice (A) devine ca mărime (A):
A = G = m x g = d x V x g = gd x V (3)
Ultima parte a relaţiei (3) demostrează că, într-adevăr, conform enunţului, forţa ascensională exercitată de fluid este proporţională cu volumul corpului şi, ca atare, este proporţională cu volumul de fluid dizlocat de acesta.
- Observaţie - Litera mică g, desemnează aici valoarea acceleraţiei gravitaţionale, care pe planeta noastră, Pământ sau Terra, este în medie 9,81 m/s2. Valoarea lui g este întotdeauna o medie deoarece variază cu latitudinea, în locul în care se face experimentul sau măsurarea.
La ecuator forta de atractie apamintului e mai mare decit la polii globului pamintesc.