СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Физическая механика ПОЛНЫЙ ЗАКОН АРХИМЕДА

ПОЛНЫЙ ЗАКОН АРХИМЕДА.

 

© В. Дрюков

 Контакт с автором: v.drukov@mail.ru

 

Мы живём в мире, где век географических открытий в мире может смениться веком открытий в самом себе. Для новых открытий в окружающем нас мире не нужно готовить экспедиции в неизведанные страны. Самая неизведанная страна это сам человек. Каждый из Вас может сделать удивительные открытия, и для этого не нужно обладать ни особенными знаниями, ни мощным оборудованием. Нужно лишь немного внимательней посмотреть на окружающий нас мир, быть чуть более независимым в своих суждениях, и открытия не заставят себя ждать. Нежелание большинства людей познавать окружающий мир оставляет большой простор любознательным в самых неожиданных местах.

_______________________________________________________________

Физика это одна из основных наук, изучающих природу. По своему определению это точная наука. Но законы, даже физические, пишут люди, и иногда им оказывается проще не описывать физический смысл законов, а старательно уходить от этого. Естественно, при изучении законов, составленных таким образом, возможно только механическое запоминание теоретического материала вместе с ошибками. Иногда процесс клонирования ошибок и недомолвок длится тысячи лет. Подключение логики для усвоения таких знаний совершенно бесполезно. Может быть, поэтому некоторым ученикам, вполне успешным в изучении других предметов, с таким трудом даётся физика?

Для примера рассмотрим закон Архимеда. Это самый первый закон физики, и уж он – то за 23 века своего существования должен быть изучен до идеального состояния, однако этого не произошло. Этот закон не только не доведён до идеального состояния, но даже ещё не сформулирован. В этом законе отсутствует как формулировка, так и основное уравнение, без чего физических законов не бывает.

Всем известная формулировка: “на всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной жидкости” является формулировкой правила Архимеда для определения выталкивающей силы. Но что потом с этой силой делать?

Если мы попытаемся узнать конечный результат – узнать, что произойдёт с телом, погруженным в жидкость (решить физическую задачу), то увидим, что нам это определение мало что даёт. Для того чтобы узнать, что произойдёт с телом, нужно ещё знать объём тела и его вес.

Алгоритм решения задач в учебниках по физике предлагается усвоить решением большого количества примеров, где показывается буквально на пальцах, что делать с архимедовой силой в одном случае, а что в другом. Этот подход значительно усложняет как преподавание этого закона, так и его усвоение. Не проще ли один раз вывести общее уравнение закона Архимеда, и решать все примеры одним способом, по одной формуле?

Для вывода основного уравнения закона Архимеда рассмотрим общий случай тела, погруженного в выталкивающую среду.

На это тело действуют три силы:

Первая сила – архимедова сила , равная весу вытесненной среды.

Вторая сила – вес тела .

Но есть ещё третья сила, не очень известная в теории. Это архимедова сила, не задействованная для плавания - запас плавучести . В судостроении эта величина называется грузоподъёмностью.

Если к телу, не полностью погруженному в выталкивающую среду, добавить вес, по величине равный , тело полностью погрузится.

В этом случае тело будет уравновешенно в выталкивающей среде, и мы можем написать основное уравнение закона Архимеда.

 

,

 

Где - максимально возможная архимедова сила (в судостроении называется водоизмещением),

- архимедова сила, используемая для плавания (равна весу судна Р).

- запас плавучести (в судостроении называется грузоподъёмностью).

 

 

 

Основное уравнение закона Архимеда можно также составить относительно веса погруженного тела , равного и противоположного архимедовой силе , но смысла это не меняет.

Физическое определение полного закона Архимеда можно вывести из его основного уравнения: максимально возможная архимедова сила погруженного тела равна сумме архимедовой силы и запаса плавучести, и равна весу жидкости в объёме тела.

Без учёта запаса плавучести невозможно узнать конечный результат погружения тела в выталкивающую среду. Именно её величина определяет поведение погруженного тела в выталкивающей среде:

1) При погруженное тело висит неподвижно, или сохраняет направление своего движения (при отсутствии других сил).

2) При , погруженное тело всплывает (при отсутствии других сил).

3) При , погруженное тело тонет (при отсутствии других сил).

Строители кораблей на практике давно поняли, что закон Архимеда не полный. Они ввели понятие водоизмещения, имеющего смысл максимально возможной выталкивающей силы , грузоподъёмности , и собственного веса корабля , равного архимедовой силе и противоположно ей направленного.

Это показывает, что в судостроении давно пользуются основным уравнением Архимеда. Однако это уравнение выводят каждый раз, исходя из здравого смысла. Это же самое делают и в школе. Не проще ли один раз вывести уравнение и потом им пользоваться?

http://drjukow.narod.ru

Дата публикации: 18 января 2009
Источник: SciTecLibrary.ru

Вы можете оставить свой комментарий по этой статье или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Хотите разместить свою статью или публикацию, чтобы ее читали все?
Как это сделать - узнайте здесь.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.