아르키메데스라는 이름은 대부분의 사람들, 특히 현재 11 학년 인 여러분에게 친숙 할 것입니다. 네, 그는 BC 287 년에서 BC 212 년 사이에 살았던 그리스의 수학자이자 발명가입니다. 그는 수력 학의 법칙을 발견하거나 아르키메데스 법칙으로 더 잘 알려진 것으로 유명합니다.
이 법칙의 기원은 간단했습니다. 아르키메데스에게 그의 금관이은과 섞 였는지 조사해달라고 요청한 왕 히에 론 2 세의 명령부터 시작되었습니다. 아르키메데스조차도이 문제에 대해 진지하게 생각하고 마침내 매우 피곤해져 물이 가득 찬 공중 목욕탕에 몸을 던지기로 결정했습니다. 여기서 그는 바닥에 물이 쏟아지는 것을보고 즉시 답을 찾았습니다. 그는 일어나 발가벗은 채 집까지 달려 갔다. 집에 돌아 왔을 때 그는 아내에게 "유레카! 유레카! " "찾았습니다! 내가 발견했다! " 그런 다음 아르키메데스의 법칙이 나타났습니다.
"물체가 액체에 잠기면, 그것이 대체하는 액체의 무게와 동일한 부력 (상향 력)이라는 힘을 얻게됩니다."
이 법칙은 물에 들어갈 때 물체에 가해지는 중력과 위쪽 힘의 관계를 설명합니다. 위로 들어 올림 (부력)으로 인해 액체 속 물체의 무게가 줄어 듭니다. 물속에서 들어 올린 물체는 육지에서 들어 올릴 때보 다 가볍게 느껴집니다.
물속에있는 물체의 무게는 기호 Ws, 물체의 실제 무게는 기호 W, 상향 력이나 부력은 기호 Fa로 주어집니다.
Ws = W-Fa
부력 (Fa)의 크기는 다음과 같이 공식화됩니다.
Fa = ρcair Vbg
정보:
Vb = 잠긴 물체의 부피 (m3)
ρcair = 액체의 밀도 (kg / m3)
g = 중력으로 인한 가속도 (m / s2)
아르키메데스 법칙의 대상
물체를 액체에 담그면 세 가지 가능성이 있습니다. 즉, 가라 앉거나, 떠 있거나, 떠 있습니다. 여기에 설명이 있습니다.
물속에 잠긴 물체
물체의 위치가 항상 액체가있는 바닥에있는 경우 물체는 액체에 잠긴 것으로 선언됩니다. 이 상황은 액체의 밀도가 물체의 밀도보다 낮을 때 발생합니다.
예 : 물에 넣은 돌
부동 개체
물체의 위치가 액체 표면 아래에 있고 액체가있는 바닥 위에서 물체가 액체에 떠 있습니다. 이 상황은 액체의 밀도가 물체의 밀도와 같을 때 발생합니다.
예 : 물에 넣은 계란
부동 개체
물체의 위치가 부분적으로 액체 표면에 나타나고 부분적으로 액체에 잠겨있을 때 물체는 액체에 떠 있습니다. 이 상황은 액체의 밀도가 물체의 밀도보다 클 때 발생합니다.
예 : 물에 넣은 플라스틱
일상 생활에서 아르키메데스의 법칙
비중계
비중계는 액체의 밀도를 측정하는 데 사용되는 도구입니다. 이 도구는 밸러스트와 공기 공간을 포함하는 튜브 형태로되어있어 똑바로 뜨고 즉시 안정됩니다. 비중계는 아르키메데스 원칙에 따라 작동합니다. 물 물질의 밀도가 클수록 비중계의 가라 앉는 부분이 줄어 듭니다. 이 비중계는 우유, 맥주 또는 기타 음료의 수분 함량을 측정하는 데 널리 사용됩니다.
잠수함
잠수함에 아르키메데스 법을 적용하는 것은 사실상 조선과 동일합니다. 배가 잠수 할 때 해수는 예비 공간에 넣어 배의 무게를 증가시킵니다. 음, 들어가는 바닷물의 양의 배열은 잠수함이 원하는대로 특정 깊이에서 잠수하게하는 원인입니다. 물에 뜨기 위해 배는 예비 공간에서 해수를 제거합니다.
에어 벌룬
비중계와 잠수함 외에도 아르키메데스 법칙의 적용은 기체 유형의 물체에도 적용됩니다. 이 경우 공기 중에 떠 다니는 열기구는 대기 중 공기의 밀도보다 밀도가 낮은 가스로 채워집니다.
자동 수도꼭지
집에 물 펌프가있는 사람은 누구나 그곳에 일정한 높이에 배치해야하는 저장 탱크가 있다는 것을 알아 차렸을 것입니다. 목표는 물이 흐르기 위해 큰 압력을받는 것입니다. 탱크에는 자동 수도꼭지 역할을하는 플로트가 있습니다. 이 수도꼭지는 수위에 따라 올라갈 수 있도록 물에 뜨도록 만들어졌습니다. 물이 비면 플로트가 수도꼭지를 열어 물을 배출합니다. 반대로 탱크가 가득 차면 플로트가 자동으로 수도꼭지를 닫습니다.
