Закон на Архимед е физичен принцип, който дефинира следното: Всяко тяло потопено във флуид (течност или газ) е подложено на действието на изтласкваща сила. Тя се равнява по големина на теглото на обема изместен флуид от тялото и е насочена вертикално нагоре.

В чест на откривателя си изтласкващата сила е наречена архимедова. Нейното въздействие е изключително важно за корабоплаването и проектирането на плавателни съдове. Тя възниква като резултат от хидростатичното налягане.

Закон на Архимед –  изтласкваща сила

На тяло с произволна форма, което е потопено в течност, действат сили на нормален натиск върху повърхността му, упражнявани от хидростатичното налягане. По-дълбоко потопените части са подложени на по-силно въздействие. Сборът от всички тези сили дава равнодействащата сила F_A (изтласкващата сила). Тя е насочена вертикално нагоре и е равна на силата на тежестта G.

За да представим математически това твърдение, ще използваме малко по-опростен теоретичен модел. Нека потопим цилиндър в течност с плътност ρ (ро). Неговата височина ще е h, а със S ще бележим лицето на основите му.  Горната му основа ще е потопена на дълбочина h₁, а долната на h₂. Върху първата действат сили F₁ породени от хидростатично налягане p₁, а … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

Хидростатично налягане е налягането във вътрешността на дадена течност (флуид), което упражнява водният стълб под действието на силата на тежестта. С нарастване на дълбочината се увеличават и стойностите на хидростатичното налягане. За дадена конкретна дълбочина обаче, те са равни и не зависят от размерите на съда и обема на течността.

Теоретична постановка

Следващата теоретична постановка има за цел, на базата на нея, да бъде изведен изразът описващ понятието хидростатично налягане:

Ако бъде разгледан съд, запълнен с несвиваем флуид в равновесие, то в неговия обем можем да отделим мислено цилиндър с височина h. Основите на цилиндъра притежават площ S и следва да са успоредни на повърхността на течността, като горната основа се намира на самата повърхност.

Флуидът има плътност ρ (ро), атмосферното налягане притежава стойност p_a, а земното ускорение е g. Обемът на цилиндъра се изчислява по формулата V=S.h, а масата му m=ρ.V.

Сили действащи върху въображаемия цилиндър

Върху всяка течност в съд действат два вида сили: обемни и повърхностни. Обемните сили се разпределят в целия обем на флуида и са правопропорционални на масата му. Повърхностните сили се прилагат върху повърхността на отделен елемент (в случая цилиндър) и влияят на взаимодействието … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ

Флуид е материален обект (материя), в който в условия на равновесие не възникват тангенциални напрежения. В резултат на това флуидите нямат постоянна форма и могат да се деформират и да текат. Казано по-просто, флуиди са течностите и газовете. Освен това те представляват две от трите основни агрегатни състояния на планетата Земя.

Физичната дисциплина, която се занимава с равновесието и движението на газовете и течностите се нарича механика на флуидите. Когато става дума само за течности, хидростатиката изследва равновесните процеси в несвиваемите течности, а хидродинамиката закономерностите в тяхното движение.

Закон на Паскал

Блез Паскал е бележит френски учен, който е формулира основният закон на хидростатиката кръстен на него – закон на Паскал, гласящ следното:

Външното налягане, приложено върху коя да е точка от несвиваем флуид в затворен съд, се предава без изменение в големината си на останалите точки от флуида и върху стените на съда.

Върху една течност в съд действат два вида сили: обемни и повърхностни. Обемните сили се разпределят по целия обем на флуида и са правопропорционални на масата му. Повърхностните сили се прилагат върху повърхността на отделен елемент и влияят на взаимодействието му с всички останали елементи. Обемна е силата на тежестта, а повърхностни са силите … ПРОЧЕТИ ЦЯЛАТА ПУБЛИКАЦИЯ