आर्किमिडीज फोर्स

चला एक साधी प्रयोग करूया: एक दुबळा मंदालेली रबराची बॉल घ्या आणि त्यास पाण्यात बुडवा. जर विसर्जन खोली 1-2 मीटर असेल तर ते पहाणे सोपे आहे की त्याचा आकार कमी होईल, म्हणजे सर्व बाजूंनी बॉल एका विशिष्ट बटाद्वारे निचरा केला होता. हे सहसा असे म्हटले जाते की हायड्रोस्टॅटिक दबाव "दोषी" येथे आहे - एक विसर्जन केलेल्या शरीरावर स्थिर द्रवांमध्ये कार्य करणा-या बलांचा एक भौतिक अनुलेख. हायड्रोस्टॅटिक सैन्याने सर्व बाजूंनी शरीरावर कार्य केले आहे आणि त्यांचे परिणामतः, आर्किमिडीयन फॉण्ट म्हणून ओळखले जाते, यालाच तरलपणा शक्ती म्हणतात, जे द्रवमधे विसर्जन केलेल्या शरीरावर कारवाई करण्याच्या त्याच्या निर्देशांनुसार असते.

आर्किमिडीजने त्याचे कायदे प्रायोगिक तत्वावर उघडले, आणि सुमारे 2000 वर्षांपूर्वी पास्कल यांनी निश्चित द्रव्यासाठी हायड्रोस्टॅटिक्सचा नियम शोधून काढण्याच्या त्याच्या सैद्धांतिक औपचारिकतेचे परीक्षण केले. या कायद्यानुसार, द्रवपदार्थ असलेल्या सर्व विमानांवर, ज्या क्षेत्रात ते कार्य करते त्या क्षेत्राशी कोणत्याही प्रकारचे द्रव हे द्रवपदार्थाने प्रक्षेपित केले जाते, आणि त्याचे मूल्य पी पृष्ठरला प्रमाण आहे आणि त्याचे सामान्यपणे निर्देशित केले जाते. पास्कल यांनी 1653 मध्ये या कायद्याचे अनुभव शोधून काढले. त्यांच्या मते, द्रव मध्ये विसर्जन केलेल्या शरीरातील सर्व पृष्ठांवर हायड्रॉस्टॅटिक दबाव कार्य करते.

आपण असे गृहीत धरूया की कणेच्या आकाराने एक कंसच्या स्वरूपात असलेल्या एका खोलीस हवेत असलेल्या पाण्याने पाण्याने वाहत्या पाण्याने विसर्जित केले आहे, पाण्याच्या पृष्ठभागावरील वरच्या चेहर्यावरील अंतर. खालच्या धार H + L ची खोली आहे वरच्या चेहऱ्यावर कार्य करणा-या शक्ती F1 च्या वेक्टरला खाली दिग्दर्शित केले आहे आणि F1 = R * g * H * S, जेथे r द्रव घनता आहे, g ही गुरुत्वाकर्षणामुळे प्रवेग आहे .

खाली विमानावरील अभिनय करण्याच्या शक्ती F2 च्या वेक्टरवर दिग्दर्शित केले जाते आणि त्याचे मूल्य F2 = r * g * (H + L) * एस द्वारे केले जाते.

बाजूच्या पृष्ठांवर कार्य करणार्या शक्तींचे वैक्तेवर परस्पर संतुलित असतात आणि म्हणून त्यांना भविष्यात विचारात घेण्यात आले आहे. आर्किमिडीयन फोर्स F2> F1 आहे आणि सर्वात खालच्या दिशेला निर्देशित आहे, आणि क्यूबच्या खालच्या काठावर लागू केले आहे. आपण त्याची किंमत F:

एफ = एफ 2 - एफ 1 = आर * जी * (एच + एल) * एस - आर * जी * एच * एस = आर * जी * एल * एस

लक्षात घ्या की एल * एस क्यूब v चा आकार आहे आणि आर * ग्राम = p द्रवपदार्थाच्या एका घटकाचे वजन असल्याने, आर्किमिडीज फोर्स फॉर्म्युला क्यूब च्या आकारापेक्षा समान द्रवच्या वजनाचे वजन ठरवितो, उदा. शरीराद्वारे विस्थापित झालेल्या द्रवपदार्थाचे हे केवळ वजन आहे. हे सांगणे मनोरंजक आहे की आर्किमिडीजचे कायदे केवळ अशा वातावरणासाठीच शक्य आहे जिथे गुरुत्व अस्तित्वात आहे - शून्य गुरुत्वाकर्षणाच्या खाली कायदा कार्य करत नाही. अखेरीस, आर्किमिडीजच्या कायद्याचे सूत्र पुढील फॉर्म आहे:

F = p * V, जेथे p हा द्रवाराचा विशिष्ट गुरुत्व असतो.

शरीराची उबदारता तपासण्यासाठी आर्किमिडीयन शक्ती आधार म्हणून काम करू शकते. विश्लेषण करण्याची स्थिती म्हणजे विसर्जन केलेल्या शरीरातील पी.एम. चे वजन आणि द्रव पीजीचे वजन यांचे प्रमाण शरीराच्या पाण्याखाली असलेल्या भागापेक्षा जास्त आहे. जर रिट = राईट, तर शरीर द्रव मध्ये तरंगते आणि मग जर रिटू> रेझ, तर शरीर डूब. अन्यथा, शरीराची उधळण शक्ती शरीरच्या बुडलेल्या भागाने बाहेर ढकलले जाणारे पाण्याचे वजन इतके असते त्यापर्यन्त शरीर उदयास येते.

आर्किमिडीजचा कायद्यात आणि त्याच्या वापरास तंत्रज्ञानाचा मोठा इतिहास आहे, सर्व ज्ञात हस्तकला आणि गुब्बारे आणि एअरशिपमध्ये वापरलेल्या क्लासिक उदाहरणासह प्रारंभ. या भूमिकेची भूमिका या वस्तुस्थितीवर आधारित आहे की गॅस त्या स्थितीचा संदर्भ देते ज्यामुळे पूर्णपणे द्रवपदार्थ मॉडेल होतात. त्याच वेळी, हवेच्या वातावरणात, आर्किमिडीयन बबल कोणत्याही वस्तूवर कार्य करते, द्रवपदासारख्याच समान असतात. मॉन्टगोल्फियर भावांनी हवाई फुग्यांना बनविण्याचा पहिला प्रयत्न केला - ते बलुनी धूळाने भरले, ज्यामुळे फुग्यामधील कैदीचे वजन थंड हवेच्या समान वजनाच्या वजनापेक्षा कमी होते. भारोत्तोलन शक्तीचा हे कारण होता आणि त्याचे महत्त्व या दोन खंडांच्या वजनात फरक ठरले. फुगेचे पुढील सुधारणा म्हणजे बर्नर जो सतत बॉलमध्ये हवा गरम करत असे. हे स्पष्ट आहे की ब्लेअरच्या कालावधीवर फ्लाइटची श्रेणी अवलंबून असते. नंतर, airships वर, हवा त्यापेक्षा कमी एक विशिष्ट गुरुत्व सह गॅस तो भरण्यासाठी वापरला होता.