アルキメデス法の概念と適用

アルキメデスという名前は、ほとんどの人、特に現在11年生の人にはおなじみかもしれません。はい、彼は紀元前287年から紀元前212年の間に住んでいたギリシャの数学者および発明家です。彼は水文学の法則を発見したことで有名であり、アルキメデス法としてよく知られています。

この法則の起源は単純でした。アルキメデスに彼の金の王冠が銀と混合されているかどうかを調査するように頼んだヒエロン2世の命令から始まります。アルキメデスでさえこの問題を真剣に考え、ついに非常に疲れを感じ、水で満たされた銭湯に身を投じることを選びました。ここで、彼は床に水がこぼれているのを見て、すぐに答えを見つけました。彼は立ち上がって、完全に裸で家まで走りました。家に帰ると妻に「ユーレカ!ユーレカ!」これは「見つけた!見つけた!」その後、アルキメデスの法則が現れました。

「物体が液体に浸されると、それが移動する液体の重量に等しい浮力(上向きの力)と呼ばれる力が発生します。」

この法則は、水中に置かれたときの物体に対する重力と上向きの力の関係を説明しています。上向きの揚力(浮力)により、液体中の物体の重量が軽くなります。そのため、水中で持ち上げられた物体は、陸上で持ち上げられたときよりも軽く感じるようになります。

水中の物体の重量には記号Wsが与えられ、物体の実際の重量には記号Wが与えられ、上向きの力または浮力には記号Faが与えられます。

Ws = W-Fa

そして、浮力の大きさ(Fa)は、次の式で定式化されます。

Fa =ρcairVbg

情報:

Vb =浸漬された物体の体積(m3)

ρcair=液体の密度(kg / m3)

g =重力による加速度(m / s2)

アルキメデスの法則におけるオブジェクト

物体を液体に浸すと、沈む、浮く、浮くという3つの可能性があります。これが説明です。

水中オブジェクト

オブジェクトの位置が常に液体のある底部にある場合、オブジェクトは液体に浸されていると宣言されます。この状況は、液体の密度がオブジェクトの密度よりも小さい場合に発生します。

例:水に入れられた石

フローティングオブジェクト

オブジェクトの位置が液体の表面より下にあり、液体が存在するベースの上からである場合、オブジェクトは液体に浮かんでいます。この状況は、液体の密度がオブジェクトの密度と同じである場合に発生します。

例:水に入れたときの卵

フローティングオブジェクト

オブジェクトの位置が液体の表面に部分的に現れ、部分的に液体に浸されると、オブジェクトは液体に浮かびます。この状況は、液体の密度がオブジェクトの密度よりも大きい場合に発生します。

例:プラスチックを水に入れる

日常生活におけるアルキメデスの法則

比重計

比重計は、液体の密度を測定するために使用されるツールです。このツールは、バラストと空間を含むチューブの形をしているため、直立してすぐに安定します。比重計はアルキメデスの原理に従って動作します。水物質の密度が高いほど、比重計の沈む部分は少なくなります。この比重計は、ミルク、ビール、またはその他の飲み物の水分量を測定するために広く使用されています。

潜水艦

潜水艦へのアルキメデス法の適用は、造船の場合と実質的に同じです。潜水する場合は、予備スペースに海水を入れて船の重量を増やします。さて、入る海水の量の配置は、潜水艦が必要に応じて特定の深さで潜水する原因となります。浮かせるために、船は予備スペースから海水を取り除きます。

気球

比重計や潜水艦とは別に、アルキメデスの法則の適用はガス型の物体にも適用されます。この場合、空中に浮かぶことができる熱気球は、大気中の空気の密度よりも低い密度のガスで満たされています。

自動蛇口

家に水ポンプを持っている人なら誰でも、そこに一定の高さに配置しなければならない貯蔵タンクがあることに気づいたに違いありません。目標は、水を流すために大きな圧力をかけることです。タンクには自動蛇口として機能するフロートがあります。この蛇口は水面に浮かぶように作られているので、水位とともに上昇します。水が空になると、フロートが蛇口を開いて水を排出します。逆に、タンクがいっぱいになると、フロートが自動的に蛇口を閉じます。

最近の投稿

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found