Archimedes កម្លាំង

ចូរធ្វើពិសោធន៍សាមញ្ញមួយ: យកបាល់កៅស៊ូដែលមានលំនឹងទន់ខ្សោយហើយ "លង់ទឹក" វានៅក្នុងទឹក។ ប្រសិនបើជម្រៅនៃការជ្រមុជទឹកគឺសូម្បីតែ 1-2 ម៉ែត្រនោះវាជាការងាយស្រួលក្នុងការមើលឃើញថាបរិមាណរបស់វានឹងថយចុះពោលគឺ។ ពីគ្រប់ទិសទីបាល់ត្រូវបានបង្ខំដោយកម្លាំងជាក់លាក់មួយ។ ជាទូទៅវាត្រូវបានគេនិយាយថាសម្ពាធសន្ទនីយស្តាទិចគឺមានកំហុសនៅទីនេះ - អាណាឡូករាងកាយនៃកម្លាំងដែលធ្វើចលនាក្នុងវត្ថុរាវដែលគ្មានលំនឹងនៅលើខ្លួនប្រាណ។ កងកំលាំងទំនប់ធ្វើសកម្មភាពលើរាងកាយពីគ្រប់ទិសទីហើយលទ្ធផលរបស់វាដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាកម្លាំងអាហ្គេមីឌែនត្រូវបានគេហៅថាកម្លាំងដំណោលដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងទិសដៅនៃសកម្មភាពរបស់ខ្លួននៅលើខ្លួនប្រាណនៅក្នុងរាវ។

Archimedes បានបើកច្បាប់របស់គាត់ពិសោធន៍សុទ្ធសាធហើយការផ្តល់យុត្តិធម៌របស់គាត់បានរង់ចាំជិត 2000 ឆ្នាំមុនពេលដែល Pascal បានរកឃើញច្បាប់នៃ hydrostatics សម្រាប់វត្ថុរាវថេរមួយ។ តាមច្បាប់នេះសម្ពាធត្រូវបានបញ្ជូនតាមអង្គធាតុរាវក្នុងគ្រប់ទិសដៅដោយមិនគិតពីផ្ទៃដែលវាធ្វើនៅលើយន្តហោះទាំងអស់ដែលរុំព័ទ្ធអង្គធាតុរាវនិងតម្លៃ P របស់វាគឺសមាមាត្រទៅនឹងផ្ទៃ S និងត្រូវបានដឹកនាំតាមបណ្តោយរបស់វាធម្មតា។ Pascal បានរកឃើញនិងសាកល្បងច្បាប់នេះនៅលើបទពិសោធន៏នៅឆ្នាំ 1653 ។ យោងទៅតាមគាត់សម្ពាធសន្ទនីយស្តាទិចដើរលើផ្ទៃទាំងអស់ពីខ្លួនប្រាណនៅក្នុងទឹក។

ចូរយើងសន្មត់ថារាងកាយមួយនៅក្នុងសំណុំបែបបទនៃការគូបមួយដែលមានគែម L ដើម្បីជម្រៅមួយ H ត្រូវបាន immersed នៅក្នុងនាវាជាមួយទឹកចម្ងាយពីផ្ទៃទឹកទៅមុខខាងលើ។ គែមខាងក្រោមស្ថិតនៅជម្រៅរបស់ H + L ។ វ៉ិចទ័រនៃកម្លាំង F1 ដែលមានសកម្មភាពនៅលើផ្ទៃខាងលើត្រូវបានដឹកនាំចុះក្រោមហើយ F1 = r * g * H * S ដែល r គឺជាដង់ស៊ីតេនៃអង្គធាតុរាវហ្គូគឺជាការបង្កើនល្បឿនដោយសារ ភាពធ្ងន់ធ្ងរ។

វ៉ិចទ័រនៃកម្លាំង F2 ដែលមានសកម្មភាពនៅលើប្លង់ទាបត្រូវបានបញ្ជូនទៅខាងលើហើយតម្លៃរបស់វាត្រូវបានកំណត់ដោយកន្សោម F2 = r * g * (H + L) * S.

វ៉ិចទ័រនៃកងកម្លាំងដែលដើរតួលើផ្ទៃចំហៀងមានតុល្យភាពរវាងគ្នាទៅវិញទៅមកហើយហេតុដូច្នេះពួកគេត្រូវបានដកចេញពីការពិចារណានៅពេលខាងមុខ។ កម្លាំង Archimedean គឺ F2> F1 ហើយត្រូវបានដឹកនាំពីបាតទៅកំពូលហើយត្រូវបានអនុវត្តទៅគែមខាងក្រោមនៃគូប។ យើងកំណត់តម្លៃរបស់វា F:

F = F2 - F1 = r * g * (H + L) * S - r * g * H * S = r * g * L * S

ចំណាំថា L * S គឺជាទំហំនៃគូប V ហើយដោយសារ r * g = p ជាទម្ងន់នៃអង្គធាតុរាវរូបមន្តកម្លាំងអាកស៊ីម៉ែតកំណត់ទម្ងន់នៃវត្ថុរាវដែលស្មើនិងបរិមាណនៃគូប។ នេះគ្រាន់តែជាទម្ងន់នៃសារធាតុរាវដែលផ្លាស់ទីលំនៅដោយរាងកាយ។ វាគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ណាស់ដែលនិយាយថា ច្បាប់អាហ្គេមីដសគឺ អាចធ្វើទៅបានសម្រាប់បរិស្ថានដែលទំនាញមានតិចតួចណាស់ក្រោមច្បាប់សូន្យច្បាប់មិនដំណើរការទេ។ ជាចុងក្រោយរូបមន្តនៃច្បាប់របស់អាហ្គុមីដមានទម្រង់ដូចខាងក្រោម:

F = p * V ដែល p ជាទំនាញជាក់លាក់របស់អង្គធាតុរាវ។

កម្លាំង Archimedean អាចបម្រើជាមូលដ្ឋានសម្រាប់វិភាគការបាត់បង់នៃសាកសព។ លក្ខខណ្ឌសម្រាប់ការវិភាគគឺជាសមាមាត្រនៃទំងន់នៃរាងកាយជ្រៅ Pm និងទំងន់នៃអង្គធាតុរាវ Pg ដែលមានបរិមាណស្មើនឹងបរិមាណនៃផ្នែកលិចទឹកនៃរាងកាយ។ ប្រសិនបើРт = Рж, បន្ទាប់មករាងកាយអណ្តែតនៅក្នុងរាវហើយប្រសិនបើРт> Рж, បន្ទាប់មករាងកាយលិច។ បើមិនដូច្នោះទេរាងកាយលេចឡើងរហូតដល់កម្លាំងដំណោលស្មើនឹងទម្ងន់នៃទឹកដែលត្រូវបានរុញចេញពីផ្នែកដែលលង់ទឹកហាត់។

ច្បាប់ Archimedes និងការប្រើប្រាស់របស់វាមានប្រវត្តិយូរអង្វែងនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាដែលចាប់ផ្តើមពីគំរូបុរាណនៃកម្មវិធីនៅក្នុងសិប្បកម្មដែលគេស្គាល់ទាំងអស់និងប៉េងប៉ោងនិងអាកាស។ តួនាទីនៅទីនេះត្រូវបានលេងដោយការពិតដែលថាឧស្ម័នសំដៅទៅលើស្ថានភាពនៃការស្រូបវត្ថុរាវទាំងស្រុង។ ទន្ទឹមនឹងនេះនៅក្នុងបរិយាកាសខ្យល់អាកាសអាកស៊ីឌែនបានដើរតួនាទីលើវត្ថុណាមួយស្រដៀងនឹងវត្ថុរាវដែរ។ ការប៉ុនប៉ងទីមួយដើម្បីបង្កើតការហោះហើរប៉េងប៉ោងខ្យល់ត្រូវបានធ្វើឡើងដោយបងម៉ុនហ្គោលហ្វ្រី - ពួកគេបានបំពេញពពុះដោយផ្សែងកក់ក្តៅដោយសារទម្ងន់របស់អ្នកទោសនៅក្នុងប៉េងប៉ោងគឺតិចជាងទម្ងន់នៃបរិមាណខ្យល់ត្រជាក់ដូចគ្នា។ នេះគឺជាហេតុផលនៃការលេចឡើងនៃ កម្លាំងលើក ហើយទំហំរបស់វាត្រូវបានកំណត់ថាជាភាពខុសគ្នានៃទំងន់នៃបរិមាណទាំងពីរនេះ។ ការកែលម្អបន្ថែមទៀតនៃប៉េងប៉ោងគឺជាកម្មវិធីដុតដែលបន្តកម្ដៅខ្យល់ក្នុងបាល់។ វាច្បាស់ណាស់ថាជួរនៃការហោះហើរអាស្រ័យលើរយៈពេលនៃការដុត។ ក្រោយមកនៅលើអាកាសយានដ្ឋានឧស្ម័នដែលមានទំនាញជាក់លាក់មួយទាបជាងខ្យល់ត្រូវបានប្រើដើម្បីបំពេញវា។