Сила Архимеда. Плавание тел

Какие силы действуют на тело, погружённое в жидкость?
h1
h2
Fт
S
F
На тело в жидкости
действуют сила тяжести
И сила гидростатического
давления со стороны жидкости
Давления жидкости
на боковые стенки тела
равны ( закон Паскаля)
Рассчитаем давления
жидкости на верхнюю
и нижнюю грани

Рассчитаем разность сил, действующих на верхнюю и нижнюю поверхности тела
F1
F2
- плотность жидкости
- объём тела

Сила Архимеда
Fа
На тело, погружённое в жидкость,
действует выталкивающая сила,
направленная вверх и равная
по модулю весу жидкости,
вытесненной телом

Опыт с ведёрком Архимеда
Вес тела
в воздухе
Вес тела
в жидкости
К весу тела в воздухе
добавился вес
вытесненной телом жидкости
Тело в жидкости теряет
в весе столько, сколько весит
вытесненная телом жидкость

На тело в жидкости или газе действуют сила тяжести и сила Архимеда
Fa > Fт – тело всплывает
Fa = Fт -тело плавает
в любом месте жидкости
Fa < Fт – тело тонет
Fa
Fт
Fт
Fт
Fa
Fa

В настоящее время строятся речные и морские, пассажирские и транспортные корабли из материалов, плотность которых значительно повышает плотность пресной воды
Fарх
Fтяж

Чтобы судно могло плавать устойчиво и безопасно, его корпус должен погружаться в воду лишь до определенной глубины
Допускаемая глубина погружения судна в воду – осадка, отмечается на его корпусе красной линией – ватерлинией.
Допускаемая глубина погружения судна в воду
– осадка,
отмечается на его корпусе красной линией
– ватерлинией.

Когда судно погружается до ватерлинии,
оно вытесняет такое количество воды,
что ее вес соответствует весу судна
со всем грузом
и называется водоизмещением.
Pcудна = Pводы

Воздухоплавание – пример применения силы Архимеда

Человек стремиться создать средства для плавания в воздушном океане. Для этого он конструировал и строил летательные аппараты :
Воздушные шары
Аэростаты
Дирижабли

Воздушные шары.
Оболочка для маленьких воздушных шаров делается из резины,
бумаги или из плотной шелковой или хлопчатобумажной ткани.
Объем таких шаров от нескольких сот до 3-4 тыс. куб. метр.
В верхней части устраивается клапан для выпуска газа, открывающийся
при помощи веревки. К нижней части шара обычно прикреплен
придаток в виде трубы с клапаном для выхода газа при расширении его.
Корзина делается из ивовых прутьев или камыша.
Необходимой принадлежностью воздушного шара служит якорь с канатом,
прикрепленным к подвесному обручу.
Воздушный шар наполняется газом не сполна,
так как объем газа в верхних слоях атмосферы (под меньшим давлением)
сильно увеличивается. Скорость подъема определяют по барометру.

Аэроста́т — летательный аппарат легче воздуха.
Подъёмная сила аэростата создаётся заключённым в оболочке газом
(или нагретым воздухом) с плотностью меньшей, чем плотность
окружающего воздуха.
Аэростаты впервые позволили человеку подняться в воздух,
а позднее и достичь стратосферы.
Одна из основных областей применения —
подъём на необходимую высоту систем видеонаблюдения, связи,
получения метеоданных.
Во время Второй мировой войны аэростаты широко применялись
для защиты городов, промышленных районов,
военно-морских баз и других объектов от нападения с воздуха.

Аэростат –устройство, применяемое в народном хозяйстве и военном деле

Дирижа́бль (управляемый) — летательный аппарат легче воздуха,
аэростат с двигателем, благодаря которому дирижабль
может двигаться независимо от направления воздушных потоков.
Самые первые дирижабли приводились в движение
паровым двигателем или мускульной силой,
в 80-х годах XIX века были применены электродвигатели.
Набор высоты и снижение производят, наклоняя дирижабль
рулями высоты — двигатели тогда тянут его вверх или вниз.
Сбрасывание балласта и выпуск газа в полёте производят редко.