Arkhimédész törvénye


Vajon miért van az, hogy egy fadarab úszik a víz felszínén, egy vasgolyó pedig elsüllyed? Pedig a hajók is fémből vannak, és azok mégsem süllyednek el. Vajon mi lehet ennek az oka?



Végezzünk el egy kísérletet!


Akasszunk egy fémtárgyat egy rugós erőmérőre! Láthatjuk, hogy a rúgó megnyúlik, és jelzi a tárgy súlyát.
Most pedig lógassuk a tárgyat vízbe! Azt látjuk, hogy a rugó már nem annyira nyúlik meg, tehát kisebb súlyt jelez.


Mi lehet ennek az oka?

Olyan ez a jelenség, mintha a vízben valami felnyomta volna a fémtárgyat. Ezt a hatást felhajtóerőnek nevezzük.

Ezek után megállapíthatjuk, hogy a vízben vagy más folyadékokban a testekre egy felfelé mutató erő hat, ami csökkenti a testek súlyát.
 
 


Ezt a jelenséget Arkhimédész görög tudós fedezte fel. A legenda szerint Arkhimédész éppen fürödni készült, és amikor belemerült a kádba, észrevette, hogy kifolyik a víz. Ekkor kiugrott, és azt kiáltotta: Heuréka! (Megtaláltam!)

 
Arkhimédész törvénye:
 
Minden folyadékba (sőt, gázba) merülő testre felhajtóerő hat, aminek nagysága megegyezik a test által kiszorított folyadék (illetve gáz) súlyával.

 

Most nézzük meg, hogy mit is jelent ez pontosan!

Töltsünk színültig vízzel egy üvegkádat! Ha ez megvan, akkor óvatosan engedjünk a kádba egy tárgyat!

Mi történik?



 

A kádból kifolyik a víz egy része, mégpedig annyi, amennyi a tárgy térfogatának megfelelő mennyiség. Vagyis azt mondhatjuk, hogy
a vízbe merülő test „kiszorítja” a víz egy részét.
 


Most pedig nézzük meg, hogy milyen erők hatnak
a vízbe merülő testekre!


Az ábrán látható hasáb vízbe merül. A hasáb négyzet alapú: a négyzet oldalai 10 cm-esek, a hasáb magassága pedig 30 cm.


Ezért a térfogata:
V = 10 cm • 10 cm 30 cm = 3000 cm3 = 3 liter


Az alapterülete:

A = 10 cm 10 cm = 100 cm2 = 0,01 m2


A hasáb 10 cm-rel van a víz felszíne alatt. Számoljuk ki, hogy mekkora nyomás hat a hasáb tetejére és aljára!
A hidrosztatikai nyomás a hasáb tetejét lefelé, az alját pedig felfelé nyomja.

p = ?



A hasáb tetején a hidrosztatikai nyomás:




A hasáb alján a hidrosztatikai nyomás:





A hasáb tetejére ható nyomóerő:




A hasáb aljára ható nyomóerő:




Ennek a két erőnek az eredője: Feredő = Falul - Ffelül = 40 N - 10 N = 30 N


Tehát az eredő erő egy felfelé mutató, 30 N nagyságú erő. Ez éppen megegyezik a hasáb által kiszorított 3 liter víz súlyával.  

Mégegyszer megállapíthatjuk, hogy a folyadékba merülő testre a test által kiszorított víz súlyának megfelelő nagyságú felhajtóerő hat.



Tanuljon a Te Gyermeked is egyszerűen és játékosan
a Fizikából Ötös 7. osztályosoknak című oktatóprogram segítségével!

Részletek>>

Megrendelem!


 

Jelenleg itt vagyok:
Arkhimédész törvénye

Kapcsolat
Cím: 1015 Bp. Donáti utca 67. 3/13
Tel.: 06/70 940 6326
E-mail: info@tantaki.hu


TANTAKI BLOG


Facebook



 
 

 
© Tantaki Kft.