Hvordan beregne Arkimedes 'prinsipp

Arkimedes 'prinsipp er et innblikk i oppsiktsvekkende enkelhet, kraft og eleganse. Den sier at styrken av oppdrift som virker på en gjenstand under vann er lik vekten av væsken fortrengt av objektet. Selv om prinsippet gjelder uten hensyn til formen på gjenstanden, er det lettest å demonstrere matematisk med en enkel imaginær sylinder med en radius slik at hver ende har et areal på 1 kvadrattomme.

Bruksanvisning

1 Velge en dybde på en fot for den nedre ende av den imaginære sylinder.

2 Beregn trykk i en dybde på 1 fot av vann. 1 kubikk tomme av vann veier 0,036 pounds, og det er 12 inches i en fot, så er det 12 x 0,036 = 0,432 pounds av vann å trykke ned på hver kvadratmeter av overflaten på en dybde av en fot.

3 Legg merke til at bunnen av imaginære sylinder har et areal på en kvadrattomme, og derfor blir presset oppover med en kraft på 0,432 pounds. Uansett dybde enden av sylinderen er, vil den oppadgående hydrauliske trykk på den nedre ende være lik trykket på den dybden ganger arealet av bunnen av sylinderen.

4 Senk den imaginære sylinder til en vilkårlig dybde, og beregne trykket ved hver ende av sylinderen. Man vil se at forskjellen mellom det hydrauliske trykk skyve oppover på bunnen av sylinderen, og som presser ned på toppen av sylinderen er alltid nøyaktig lik vekten av et vannvolum som tilsvarer volumet av sylinderen selv.

Hint

• Du vil merke at Arkimedes 'prinsipp fungerer generelt, uansett form og noe volum, og for noen væske, ikke bare vann.