የአርኪሜዲስ ህግ በፈሳሽ ውስጥ ሙሉ በሙሉ ወይም በከፊል የተጠመቀ አካል በአቀባዊ በሚመራ ሃይል የሚሰራ መሆኑን የሚገልጽ አካላዊ መርህ ሲሆን ይህም በመጠን መጠኑ በፈሳሹ ከሚፈናቀለው ፈሳሽ ክብደት ጋር እኩል ነው። ይህ አካል. ይህ ኃይል ሃይድሮስታቲክ ወይም አርኪሜዲያን ይባላል. እንደማንኛውም የፊዚክስ ሃይል፣ የሚለካው በኒውተን ነው።
የግሪክ ሳይንቲስት አርኪሜዲስ
አርኪሜዲስ ያደገው አባቱ ፊዲያስ በዘመኑ ታላቅ የስነ ፈለክ ተመራማሪ ስለነበር ከሳይንስ ጋር በተገናኘ ቤተሰብ ውስጥ ነው። ከልጅነት ጀምሮ, አርኪሜድስ ለሳይንስ ፍላጎት ማሳየት ጀመረ. በእስክንድርያ ተምሯል፣ በዚያም የቀሬናው ኤራቶስቴንስን ወዳጅነት ፈጠረ። ከእሱ ጋር, አርኪሜዲስ በመጀመሪያ የአለምን ዙሪያ ለካ. በኤራቶስቴንስ ተጽእኖ ወጣቱ አርኪሜዲስ እንዲሁ የስነ ፈለክ ጥናት ፍላጎት አዳበረ።
ወደ ትውልድ ከተማው ሲራኩስ ከተመለሰ በኋላ ሳይንቲስቱ በሂሳብ፣ ፊዚክስ፣ ጂኦሜትሪ፣ መካኒክስ፣ ኦፕቲክስ እና አስትሮኖሚ ጥናት ላይ ብዙ ጊዜ አሳልፏል። በእነዚህ ሁሉ የሳይንስ ዘርፎች አርኪሜድስ የተለያዩ ግኝቶችን አድርጓል ፣ የእነሱ ግንዛቤ ለዚያም ከባድ ነው።ዘመናዊ የተማረ ሰው።
አርኪሜዲስ ህጉን አገኘ
በታሪካዊ መረጃ መሰረት አርኪሜዲስ ህጉን በአስደሳች መንገድ አገኘው። ቪትሩቪየስ በጽሑፎቹ ላይ የሲራከሱ አምባገነን ሃይሮን II ከዕደ ጥበብ ባለሙያዎች አንዱን የወርቅ አክሊል እንዲጥልለት እንዳዘዘ ገልጿል። ዘውዱ ከተዘጋጀ በኋላ, ጌታው እንዳታለለው እና በወርቅ ላይ ርካሽ ብር ተጨምሮ ከሆነ, ከብረታ ብረት ንጉስ ያነሰ ጥንካሬ እንዳለው ለማጣራት ወሰነ. ይህንን ችግር ለመፍታት አርኪሜድስን ጠየቀ። ሳይንቲስቱ የዘውዱን ትክክለኛነት እንዲጥስ አልተፈቀደለትም።
በመታጠብ ላይ እያለ አርኪሜድስ በውስጡ ያለው የውሃ መጠን እየጨመረ መሆኑን አስተዋለ። የዘውዱን መጠን ለማስላት ይህንን ውጤት ለመጠቀም ወሰነ, እውቀቱ, እንዲሁም የዘውዱ ብዛት, የእቃውን እፍጋት ለማስላት አስችሎታል. ይህ ግኝት አርኪሜዲስን በጣም አስደነቀ። ቪትሩቪየስ ሁኔታውን በሚከተለው መልኩ ገልጿል፡ ራቁቱን ሙሉ በሙሉ ሮጦ በመንገድ ላይ ሮጦ "ዩሬካ!" ብሎ ጮኸ ይህም ከጥንታዊ ግሪክ "አገኘሁት!" ተብሎ ተተርጉሟል. በውጤቱም የዘውዱ ጥግግት ከንፁህ ወርቅ ያነሰ ሆነ እና ጌታው ተገደለ።
አርኪሜዲስ ለመጀመሪያ ጊዜ ያገኘውን ህግ በዝርዝር የገለፀበት "በተንሳፋፊ አካላት" የተሰኘ ስራ ፈጠረ። ሳይንቲስቱ እራሱ የሰራው የአርኪሜዲስ ህግ ቀረጻ በተግባር እንዳልተለወጠ ልብ ይበሉ።
የፈሳሽ መጠን በተመጣጣኝ መጠን ከተቀረው ፈሳሽ ጋር
በ7ኛ ክፍል ትምህርት ቤት የአርኪሜዲስን ህግ ማጥናት ይጀምራሉ። የዚህን ህግ ትርጉም ለመረዳት በመጀመሪያ እርምጃ የሚወስዱትን ኃይሎች ግምት ውስጥ ማስገባት አለብንየተወሰነ መጠን ያለው ፈሳሽ በተቀረው የፈሳሽ ውፍረት ውስጥ በሚመጣጠን መጠን።
በሚታሰበው የፈሳሽ መጠን በማንኛውም ገጽ ላይ የሚሠራው ኃይል pdS ጋር እኩል ነው፣እዚያም p ግፊቱ በጥልቅ ላይ ብቻ የሚመረኮዝ ነው፣dS የዚህ ወለል ስፋት ነው።
የተመረጠው የፈሳሽ መጠን በተመጣጣኝ ሁኔታ ውስጥ ያለ ስለሆነ በዚህ መጠን ላይ የሚሠራው የውጤት ኃይል እና ከግፊት ጋር ተያይዞ በዚህ የፈሳሽ መጠን ሚዛን መመጣጠን አለበት ማለት ነው። ይህ የውጤት ኃይል ተንሳፋፊ ኃይል ይባላል. የመተግበሪያው ነጥብ በዚህ የፈሳሽ መጠን የስበት ኃይል መሃል ላይ ነው።
በፈሳሽ ውስጥ ያለው ግፊት በቀመር p=rogh ስለሚሰላ፣ ro የፈሳሹ እፍጋት፣ g የነጻ ውድቀት ማጣደፍ፣ h ጥልቀት፣ የታሰበው ሚዛን ነው። የፈሳሽ መጠን የሚወሰነው በቀመርው ነው፡ የሰውነት ክብደት=rog V፣እዚያም ቪ የፈሳሹ አካል ግምት ውስጥ የሚያስገባ ነው።
ፈሳሹን በጠንካራ
በመተካት
በተጨማሪ የ7ኛ ክፍል የፊዚክስ የአርኪሜዲስ ህግን ከግምት ውስጥ በማስገባት ግምት ውስጥ ያለውን የፈሳሽ መጠን ከውፍረቱ ላይ እናስወግዳለን እና ተመሳሳይ መጠን ያለው እና ተመሳሳይ ቅርፅ ያለው ጠንካራ አካል በነፃ ቦታ ላይ እናስቀምጣለን።
በዚህ ሁኔታ፣ በፈሳሹ ጥግግት እና በይዘቱ ላይ ብቻ የሚመረኮዘው የውጤቱ ተንሳፋፊ ኃይል እንዳለ ይቆያል። የሰውነት ክብደት, እንዲሁም የስበት ማእከል, በአጠቃላይ ይለወጣሉ. በውጤቱም፣ ሁለት ሀይሎች በመጀመሪያ በሰውነት ላይ ይሰራሉ፡
- የግፋ ኃይል rogV.
- የሰውነት ክብደት mg.
በቀላል ሁኔታ፣ አካሉ ተመሳሳይ ከሆነ፣ የስበት ማዕከሉ ከ ጋር ይገጣጠማል።የግፊት ሃይል የትግበራ ነጥብ።
የአርኪሜዲስ ህግ ተፈጥሮ እና ሙሉ በሙሉ በፈሳሽ ለተጠመቀ አካል የመፍትሄ ምሳሌ
ተመሳሳይ የሆነ የጅምላ አካል ከ density ro ጋር በፈሳሽ ውስጥ እንደተጠመቀ አስብ። በዚህ ሁኔታ ሰውነቱ ትይዩ ቅርጽ አለው ከመሠረቱ አካባቢ S እና ቁመቱ h.
በአርኪሜዲስ ህግ መሰረት የሚከተሉት ሀይሎች በሰውነት ላይ ይሰራሉ፡
- Force rogxS ይህም በላይኛው የሰውነት ክፍል ላይ በሚኖረው ግፊት ምክንያት x ከሰውነት የላይኛው ገጽ እስከ ፈሳሽ ወለል ያለው ርቀት ነው። ይህ ኃይል በአቀባዊ ወደ ታች ይመራል።
- Force rog(h+x)S፣ ይህም ከትይዩ የታችኛው ገጽ ላይ ከሚሠራው ግፊት ጋር የተያያዘ ነው። በአቀባዊ ወደላይ ይመራል።
- የሰውነት ክብደት mg በአቀባዊ ወደ ታች የሚሰራ።
ፈሳሹ በተጠማቂው አካል የጎን ንጣፎች ላይ የሚፈጥረው ጫና በፍፁም እሴት እኩል እና በአቅጣጫ ተቃራኒ ስለሆነ ወደ ዜሮ ሀይል ይጨምራሉ።
በሚዛናዊነት፡- mg + rogxS=rog(h+x)S፣ ወይም mg=roghS አለን።
በመሆኑም የተንሳፈፈ ሃይል ወይም የአርኪሜዲስ ሃይል ባህሪ በዉስጡ ውስጥ በተዘፈቀ የሰውነት የላይኛው እና የታችኛው ክፍል ላይ ፈሳሽ የሚፈጥረው የግፊት ልዩነት ነው።
በአርኪሜዲስ ህግ ላይ አስተያየት
የተንሳፋፊ ሃይል ባህሪ ከዚህ ህግ አንዳንድ ድምዳሜዎችን እንድናገኝ ያስችለናል። ጠቃሚ መደምደሚያዎች እና አስተያየቶች እዚህ አሉ፡
- የጠንካራው ጥግግት ከፈሳሽ ጥግግት በላይ ከሆነ፣በውስጡም የተጠመቀበት, ከዚያም የአርኪሜዲያን ኃይል ይህን አካል ከፈሳሹ ውስጥ ለመግፋት በቂ አይሆንም, እናም ሰውነቱም ይሰምጣል. በተቃራኒው አንድ አካል በፈሳሽ ላይ የሚንሳፈፈው እፍጋቱ ከዚህ ፈሳሽ ጥግግት ያነሰ ከሆነ ብቻ ነው።
- በክብደት በሌለው ሁኔታ ፈሳሽ ጥራዞች በራሳቸው ሊታወቅ የሚችል የስበት መስክ መፍጠር ለማይችሉ፣በእነዚህ ጥራዞች ውፍረት ውስጥ ምንም የግፊት ቀስቶች የሉም። በዚህ ጉዳይ ላይ የመንሳፈፍ ጽንሰ-ሀሳብ መኖሩ ያቆማል እና የአርኪሜዲስ ህግ ተግባራዊ አይሆንም።
- በፈሳሽ ውስጥ በተዘፈቁ የዘፈቀደ ቅርፅ አካል ላይ የሚሰሩ የሁሉም ሀይድሮስታቲክ ሀይሎች ድምር ወደ አንድ ሃይል መቀነስ ይቻላል፣ይህም በአቀባዊ ወደላይ የሚመራ እና በሰውነት ስበት መሃል ላይ ይተገበራል። ስለዚህ, በእውነቱ, በስበት ኃይል ማእከል ላይ አንድም ኃይል አይተገበርም, እንዲህ ዓይነቱ ውክልና የሂሳብ ማቃለል ብቻ ነው.
