Αρχή του Αρχιμήδους
βαδίζει στην επιφάνεια της θάλασσας
καταρρίπτοντας έτσι, κατάφωρα,
την Αρχή του Αρχιμήδους
Χριστός
Αρχή Αρχιμήδους
Άνωση
ανακάλυψη εύρεση
Αρχή Αρχιμήδους
Άνωση
ανακάλυψη
εύρεση
Αρχή Αρχιμήδους
Άνωση
ανακάλυψη
εύρεση
Επιστημονικοί Νόμοι
Μαθηματικό Θεώρημα
Νόμοι Μαθηματικών
Φυσικός Νόμος
Νόμοι Φυσικής
Νόμοι Χημείας
Νόμοι Γεωλογίας
Νόμοι Βιολογίας
Νόμοι Οικονομίας
Επιστήμες
Φυσικές Επιστήμες
Βιο-Επιστήμες
Γεω-Επιστήμες
Οικονομικές Επιστήμες
Θεωρητικές Επιστήμες
Κοινωνικές Επιστήμες
Επιστήμες Υγείας
Τεχνολογία
Επιστημονικός Κλάδος
Επιστημονικός Νόμος
Επιστημονική Μέθοδος
Επιστημονική Θεωρία
Επιστημονικά Κέντρα Γης
Επιστήμονες Γης
- Ένας Νόμος της Φυσικής (ακριβέστερα, ένας νόμος της Υδροστατικής)
Ετυμολογία[]
Η ονομασία "νόμος Αρχιμήδη" σχετίζεται ετυμολογικά με το όνομα του "Αρχιμήδους".
Διατύπωση[]
Η Αρχή του Αρχιμήδη καθορίζει ότι: "Κάθε σώμα βυθισμένο σε ρευστό δέχεται άνωση ίση με το βάρος του ρευστού που εκτοπίζει."
Μαθηματικά η Άνωση (Α) μπορεί να εκφρασθεί με τον τύπο: Α = ρ g V,
όπου:
- ρ: πυκνότητα ρευστού (υγρού ή αερίου)
- g: επιτάχυνση βαρύτητας (9,81 m/s^2)
- V: όγκος βυθισμένου σώματος
Όταν το βάρος ενός σώματος είναι μεγαλύτερο από την άνωση που αυτό δέχεται τότε θα βυθιστεί, ενώ σε αντίθετη περίπτωση θα επιπλέει.
Πείραμα[]
Η Αρχή του Αρχιμήδη αποδεικνύεται πειραματικά με τον ακόλουθο τρόπο:
Λαμβάνοντας ένα σώμα και κρεμώντας το σε ένα μικρό δυναμόμετρο διαβάζουμε την ένδειξη του βάρους του. Στη συνέχεια διατηρώντας το σώμα κρεμασμένο στο δυναμόμετρο το βυθίζουμε σε μία λεκάνη πλήρη ύδατος, που έχουμε όμως τοποθετήσει προηγουμένως σε ένα βαθύ πιάτο. Βυθίζοντας το σώμα μέσα στο νερό η ένδειξη του δυναμόμετρου θα είναι μικρότερη από την προηγούμενη εκτός νερού. Ταυτόχρονα όμως θα διαπιστώσουμε ότι κάποια ποσότητα του ύδατος από τοην λεκάνη θα χυθεί στο πιάτο. Αν ζυγίσουμε τη ποσότητα αυτή του ύδατος της υπερχείλισης θα διαπιστώσουμε ότι αυτή θα είναι ίση με τη διαφορά του βάρους του σώματος εκτός και εντός του ύδατος. Το πείραμα αυτό έχει ακριβέστερη επιτυχία αν χρησιμοποιηθεί ειδικό «υπερεκχειλιστικό δοχείο».
Μετά το παραπάνω πείραμα απλουστεύοντας τον ορισμό της Αρχής του Αρχιμήδη λέμε ότι:
- Κάθε σώμα που βυθίζεται μέσα σε ένα υγρό υφίσταται μείωση του βάρους του, όση το βάρος του εκτοπιζομένου υγρού.
Περιπτώσεις βύθισης[]
Σύμφωνα με τα παραπάνω όταν ένα σώμα βρεθεί μέσα σε ένα υγρό θα παρατηρηθούν δύο κύριες δυνάμεις.
Το βάρος του σώματος και η ασκούμενη σε αυτό άνωση.
Ανάλογα με τις τιμές που λαμβάνουν αυτές οοι δυνάμεις διακρίνονται περαιτέρω τρεις περιπτώσεις:
- 1η Περίπτωση: Το βάρος του σώματος να είναι μεγαλύτερο της άνωσης. Στη περίπτωση αυτή το σώμα βυθίζεται.
- 2η Περίπτωση: Το βάρος του σώματος να είναι ίσο προς την άνωση. Στη περίπτωση αυτή το σώμα αιωρείται μέσα στο υγρό, δηλαδή ακινητεί όπου κι αν βρεθεί μέσα στο υγρό, και
- 3η Περίπτωση: Το βάρος του σώματος να είναι μικρότερο της ασκούμενης σε αυτό άνωσης. Στη περίπτωση αυτή το σώμα δεν βυθίζεται, οπότε και επιπλέει.
Είναι προφανές ότι και οι τρεις περιπτώσεις εξαρτώνται από το Ειδικό βΒάρος του σώματος (στερεού ή υγρού) το οποίο μπορεί να είναι αντίστοιχα μεγαλύτερο, ίσο ή μικρότερο από το ειδικό βάρος του υγρού.
Ως παράδειγμα
- το ξύλο, ο φελλός, το έλαιο επιπλέουν στο ύδωρ
- ενώ αντίθετα ο σίδηρος, το αργίλιο, ο υδράργυρος καταβυθίζονται.
Εφαρμογές[]
Η Αρχή του Αρχιμήδη βρίσκει πολύ μεγάλη εφαρμογή στη καθημερινή ζωή κυρίως στη Τεχνική. Οτιδήποτε πλέει, όπως τα πλοία, όλα τα ελαφρύτερα του ύδατος σώματα, το ανθρώπινο σώμα, οι πλωτήρες, αμφίβια οχήματα κ.λπ υπακούουν στην Αρχή αυτή. Περισσότερο όμως ενδιαφέρει η Αρχή αυτή την Ναυπηγική, δηλαδή την επιστήμη που ασχολείται στη κατασκευή των πλοίων. Εκεί η Αρχή του Αρχιμήδη μελετάται, αναλύεται και εφαρμόζεται σε όλες τις λεπτομέρειές της.
Μέγιστη εφαρμογή της Αρχής του Αρχιμήδη παρατηρείται στα Υποβρύχια και στις Πλωτές Δεξαμενές που μεταβάλουν συνεχώς τις τιμές πλευστότητάς τους (κατ΄ αντιστοιχία των περιπτώσεων σε αρνητική, μηδενική και θετική).
- Η Αρχή του Αρχιμήδη εφαρμόζεται ομοίως και στην αεροστατική όπως π.χ. στα αερόστατα
Ιστορία[]
Ο βασιλέας Ιέρων Α' των Συρακουσών παρήγγειλε στο μεγαλύτερο κατασκευαστή της πόλης ένα στέμμα από καθαρό χρυσό.
Όμως, υπήρξαν φήμες ότι ο κατασκευαστής καρπώθηκε μέρος του χρυσού αντικαθιστώντας το με άλλο μέταλλο. Όμως, αυτό δεν μπορούσε να αποδειχθεί καθώς το στέμμα ήταν ίσου βάρους με τον χρυσό που δόθηκε στον κατασκευαστή. Ο βασιλέας κάλεσε τότε τον Αρχιμήδη να εξετάσει το ζήτημα. Στα πειράματά του, ο Αρχιμήδης ανακάλυψε το νόμο του ειδικού βάρους. Ανακάλυψε ότι όταν ένα στερεό σώμα βυθισθεί μέσα σε υγρό χάνει τόσο βάρος όσο είναι το βάρος της ποσότητας του ύδατος που εκτοπίζει.
Ο Αρχιμήδης επινόησε το σύστημα προσδιορισμού του Ειδικού Βάρους των στερεών σωμάτων. Ζύγιζε πρώτα το αντικείμενο στον αέρα και έπειτα το ζύγιζε εντός του ύδατος. Και αφού το στερεό ζύγιζε λιγότερο μέσα στο νερό, αφαιρούσε το ενδο-υδάτιο βάρος από το βάρος που είχε στον αέρα.
Τέλος, διαιρούσε το βάρος του στερεού σώματος στον αέρα με την απώλεια βάρους που είχε το σώμα μέσα στο νερό. Έτσι προσδιόρισε ότι ένα χρυσό αντικείμενο ζυγίζει 19,3 φορές ποσότητας ύδατος ίσου όγκου.
Όμως, καθώς δεν μπόρεσε να προχωρήσει περισσότερο στο πρόβλημα της βασιλικού στέμματος, ο Αρχιμήδης πήγε στα λουτρά για να ανάπαυση. Εκεί βρήκε τη λύση. Μέσα στον ενθουσιασμό του βγήκε από το λουτρό γυμνός στο δρόμο φωνάζοντας: "Εύρηκα".
Ο Αρχιμήδης επέστρεψε στην οικία του, ζύγισε το στέμμα στον αέρα και στην συνέχεια επανέλαβε την ζύγιση εντός του ύδατος. Με τη μέθοδο αυτή προσδιόρισε το Ειδικό Βάρος του στέμματος. Το ειδικό βάρος της δεν ήταν 19,3. Επομένως το στέμμα δεν αποτελούταν από καθαρό χρυσό. Ο Αρχιμήδης απέδειξε ότι ο κατασκευαστής ήταν απατεώνας.
Αεροστατική vs Αεροδυναμική[]
Όταν οι Wright brothers πρότειναν (1903) την πτήση [[ανεπλάνο |ανεμοπλάνου
οι φυσικοί της εποχής τους λοιδόρησαν
Και πολύ δικαίως έπραξαν.
Επειδή
γνώριζαν πολύ καλά ότι
η πανίσχυρη "Αρχή Αρχιμήδους" δεν επέτρεπε την πτήση σώματος "βαρύτερου από τον αέρα"
Είχαν υπ' όψη τους μόνον την Άνωση (Αεροστατική). Αγνοούσαν την Αεροδύναμη (Αεροδυναμική)
Άλλο, τώρα, αν το μέλλον τους δικαίωσε.
Υποσημειώσεις[]
Εσωτερική Αρθρογραφία[]
- Υδροστατική
- Νόμος Pascal
- Υδροστατική Πίεση
- Συγκοινωνούντα Δοχεία
Βιβλιογραφία[]
Ιστογραφία[]
 Κίνδυνοι Χρήσης
|
|---|
|
Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες "Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι Επίσης, |
- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν
- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)