Concept et application de la loi d'Archimède

Le nom d'Archimède est peut-être familier à la plupart des gens, en particulier à ceux d'entre vous qui sont actuellement en 11. Oui, il était un mathématicien et un inventeur de Grèce qui a vécu entre 287 avant JC - 212 avant JC. Il est célèbre pour avoir découvert la loi de l'hydrostique ou mieux connu sous le nom de loi d'Archimède.

L'origine de cette loi était simple. À partir du décret du roi Hiéron II, qui a demandé à Archimède de rechercher si sa couronne d'or était mélangée avec de l'argent ou non. Même Archimède pensa sérieusement à ce problème et se sentit finalement très fatigué et choisit de se jeter dans le bain public qui était rempli d'eau. Ici, il a vu qu'il y avait de l'eau qui coulait sur le sol et a immédiatement trouvé la réponse. Il se leva et courut jusqu'à la maison nu. Quand il est rentré à la maison, il a crié à sa femme: «Eureka! Eureka! " ce qui signifie "j'ai trouvé! J'ai trouvé! " Puis la loi d'Archimède est apparue.

"Si un objet est immergé dans un liquide, il obtiendra une force appelée flottabilité (force ascendante) égale au poids du liquide qu'il déplace."

Cette loi explique la relation entre la gravité et la force ascendante sur un objet lorsqu'il est mis dans l'eau. Où, en raison de la portance vers le haut (flottabilité), les objets dans le liquide pèseront moins. Pour que les objets soulevés dans l'eau soient plus légers que lorsqu'ils sont soulevés à terre.

Le poids d'un objet dans l'eau reçoit le symbole Ws, le poids réel de l'objet reçoit le symbole W, tandis que la force ascendante ou la flottabilité reçoit le symbole Fa.

Ws = W-Fa

Et la magnitude de la flottabilité (Fa) est formulée par:

Fa = ρcair Vb g

Information:

Vb = volume de l'objet immergé (m3)

ρcair = densité du liquide (kg / m3)

g = accélération due à la gravité (m / s2)

Objets dans la loi d'Archimède

Lorsqu'un objet est immergé dans un liquide, 3 possibilités se présentent, à savoir couler, flotter ou flotter. Voici l'explication.

Objet submergé

Un objet est déclaré immergé dans un liquide si la position de l'objet est toujours au fond où se trouve le liquide. Cette situation se produit lorsque la densité du liquide est inférieure à la densité de l'objet.

Exemple: une pierre mise dans l'eau

Objets flottants

Les objets flottent dans le liquide lorsque la position de l'objet est sous la surface du liquide et au-dessus de la base où se trouve le liquide. Cette situation se produit lorsque la densité du liquide est la même que la densité de l'objet.

Exemple: les œufs mis dans l'eau

Objet flottant

Un objet flotte dans un liquide lorsque la position de l'objet apparaît en partie à la surface du liquide et en partie immergée dans le liquide. Cette situation se produit lorsque la densité du liquide est supérieure à la densité de l'objet.

Exemple: plastique mis dans l'eau

La loi d'Archimède au quotidien

Hydromètre

Hydrometer est un outil utilisé pour mesurer la densité d'un liquide. Cet outil se présente sous la forme d'un tube contenant un ballast et un espace d'air afin qu'il flotte à la verticale et soit stable à la fois. L'hydromètre fonctionne selon le principe d'Archimède. Là où plus la densité de la substance aqueuse est élevée, moins la partie de l'hydromètre coulera. Cet hydromètre est largement utilisé pour déterminer la quantité d'eau contenue dans le lait, la bière ou d'autres boissons.

Sous-marin

L'application de la loi Archimède sur les sous-marins est pratiquement la même que pour la construction navale. Si le navire va plonger, alors de l'eau de mer est mise dans l'espace de réserve pour faire augmenter le poids du navire. Eh bien, la disposition de la quantité d'eau de mer qui est entrée est ce qui pousse le sous-marin à plonger à une certaine profondeur, comme souhaité. Pour le faire flotter, le navire enlèvera l'eau de mer de l'espace de réserve.

Montgolfière

Outre les hydromètres et les sous-marins, l'application de la loi d'Archimède s'applique également aux types gazeux. Dans ce cas, la montgolfière, qui est en suspension dans l'air, est remplie d'un gaz qui a une densité inférieure à la densité de l'air dans l'atmosphère.

Robinet automatique

Toute personne dont la maison est équipée d'une pompe à eau doit avoir remarqué qu'il y a un réservoir de stockage qui doit y être placé à une certaine hauteur. Le but est d'obtenir une pression importante pour évacuer l'eau. Dans le réservoir, il y a un flotteur qui fonctionne comme un robinet automatique. Ce robinet est fait pour flotter dans l'eau afin qu'il monte avec le niveau d'eau. Lorsque l'eau est vide, le flotteur ouvrira le robinet pour vidanger l'eau. Vice versa, si le réservoir est plein, le flotteur fermera automatiquement le robinet.