Архімедова сила — це сила виштовхування, що діє на тіло, занурене в рідину або газ. Її вимірюють у ньютонах (Н), одиницях сили в системі СІ.
Архімедова сила дорівнює вазі рідини або газу, витісненої зануреним тілом. Тобто, якщо тіло витісняє 1 літр води, на нього діятиме Архімедова сила 9,81 Н (1 літр води має масу 1 кг, а вага 1 кг дорівнює 9,81 Н).
Величина Архімедової сили прямо пропорційна густині рідини або газу, в який занурене тіло. Чим щільніша рідина, тим більша буде Архімедова сила. Наприклад, Архімедова сила в ртуті буде більшою, ніж у воді, тому що ртуть густіша за воду.
Крім того, Архімедова сила залежить від об'єму зануреної частини тіла. Чим більший об'єм тіла занурений у рідину або газ, тим більша буде Архімедова сила. Наприклад, якщо ви занурите в воду велику кулю, Архімедова сила буде більшою, ніж для маленької кулі.
Архімедова сила має численні застосування в різних галузях науки і техніки. Наприклад, її використовують для визначення густини речовин, розрахунку плавучості кораблів і підводних човнів, а також для створення ареометрів і гідростатичних ваг.
Отже, Архімедова сила — це сила виштовхування, що діє на тіло, занурене в рідину або газ. Її вимірюють у ньютонах (Н) і вона залежить від густини рідини або газу, а також від об'єму зануреної частини тіла. Архімедова сила має різноманітні практичні застосування в багатьох сферах.
Одиниці вимірювання архімедової сили
Архімедова сила, яка діє на занурене у рідину або газ тіло, вимірюється у системі SI, як і будь-яка інша сила, у ньютонах (Н). 1 ньютон дорівнює силі, що надає тілу масою 1 кілограм прискорення 1 метр на секунду в квадраті (1 Н = 1 кг м/с²).
Оскільки архімедова сила пропорційна густині рідини або газу, а також об'єму зануреної частини тіла, її можна виразити у різних одиницях, що включають густину та об'єм. Ось деякі з найбільш поширених одиниць вимірювання архімедової сили:
- Ньютони на метр кубічний (Н/м^3): Ця одиниця відображає архімедову силу, що діє на один кубічний метр зануреної речовини.
- Паскалі (Па): Паскаль — похідна одиниця тиску в системі SI, що дорівнює одному ньютону на квадратний метр (1 Па = 1 Н/м²). Архімедова сила може бути виражена в паскалях, помноживши величину архімедової сили на площу поверхні зануреної частини тіла.
- Кілограми на метр кубічний (кг/м^3): Архімедову силу можна також виразити у кілограмах на метр кубічний, що представляє масу рідини або газу, витісненої зануреним тілом. Оскільки маса та сила пов'язані через гравітаційне прискорення (g), цей метод дозволяє вимірювати архімедову силу безпосередньо за допомогою вагових вимірювань.
- Кілограми-сила (кгс): У деяких випадках архімедова сила вимірюється в кілограмах-сили (кгс). 1 кгс дорівнює силі, що надає тілу масою 1 кілограм прискорення, що дорівнює стандартному прискоренню вільного падіння на Землі (g = 9,81 м/с²).
Вибір відповідної одиниці вимірювання архімедової сили залежить від конкретного контексту та зручності. Наприклад, у наукових розрахунках часто використовують ньютони, оскільки вони узгоджуються з іншими одиницями SI. Паскалі зручні для розрахунків, що стосуються тиску, тоді як кілограми на метр кубічний можуть бути корисними для оцінки об'єму витісненої рідини або газу.
Думки експертів
Олександр Кузьменко, кандидат фізико-математичних наук
В чому вимірюється архімедова сила?
Архімедова сила, сила, що діє на тіло, занурене в рідину чи газ, дорівнює вазі рідини чи газу, витісненої цим тілом.
Згідно із законом Архімеда, архімедова сила виражається формулою:
F = ρVg
де:
- F – архімедова сила (у ньютонах, Н)
- ρ – густина рідини або газу (у кілограмах на кубічний метр, кг/м³)
- V – об'єм витісненої рідини або газу (у кубічних метрах, м³)
- g – прискорення вільного падіння (у метрах на секунду в квадраті, м/с²)
Оскільки густина вимірюється в кг/м³, об'єм – у м³, а прискорення вільного падіння – у м/с², то архімедова сила вимірюється в ньютонах (Н).
Ньютон визначається як сила, необхідна для надання тілу масою 1 кг прискорення 1 м/с².
Таким чином, архімедова сила вимірюється в тих самих одиницях (ньютонах), що й інші сили, такі як сила тяжіння або сила тертя.
Відповіді на питання
Запитання 1: У яких одиницях вимірюється архімедова сила?
Відповідь: Архімедова сила вимірюється в ньютонах (Н). Це одиниця вимірювання сили в системі SI (Міжнародна система одиниць).
Запитання 2: Чому архімедова сила виражається в ньютонах?
Відповідь: Ньютон визначається як сила, необхідна для надання тілу з масою 1 кілограм прискорення 1 метр на секунду в квадраті (1 кг·м/с²). Архімедова сила є силою, що діє на тіло, занурене в рідину або газ, яка визначається як вага витісненої рідини або газу. Ця вага, у свою чергу, вимірюється в ньютонах, звідси і вимір архімедової сили в цій же одиниці.
Запитання 3: Чи існують інші одиниці вимірювання архімедової сили?
Відповідь: У технічній літературі іноді можна зустріти архімедову силу, виражену в кілограмах-силах (кгс). Однак, ця одиниця є застарілою і поступово виходить з ужитку. У міжнародній системі одиниць рекомендується вимірювати архімедову силу виключно в ньютонах.
Запитання 4: Як перевести архімедову силу з ньютонів в кілограми-сили?
Відповідь: Для переведення архімедової сили з ньютонів (Н) в кілограми-сили (кгс) використовується наступна формула:
Архімедова сила (кгс) = Архімедова сила (Н) / 9,81
Де 9,81 – це прискорення вільного падіння на Землі.
Запитання 5: Як перевести архімедову силу з кілограмів-сил в ньютони?
Відповідь: Для переведення архімедової сили з кілограмів-сил (кгс) в ньютони (Н) використовується наступна формула:
Архімедова сила (Н) = Архімедова сила (кгс) * 9,81
