دعونا نجري تجربة بسيطة:تأخذ كرة مطاطية ضعيفة و "تغرقها" في الماء. إذا كان عمق الغمر حتى 1-2 متر ، فمن السهل أن ترى أن حجمه سيقل ، أي من كل جانب الكرة مضغوطة بعض القوة. عادة ما يقال إن الضغط الهيدروستاتيكي "مذنب" - وهو تمثّل فيزيائي للقوة التي تعمل في السوائل الثابتة على جسم مغمور. تعمل القوى الهيدروستاتيكية على الجسم من جميع الجوانب ، ويطلق على ما يعرف باسم قوة أرخميدس اسم الطفو ، والذي يتوافق مع اتجاهه للعمل على جسم مغمور في السائل.
اكتشف أرخميدس قانونه بشكل تجريبي بحت ،وانتظرت الأدلة النظرية له ما يقرب من 2000 سنة قبل أن يكتشف باسكال قانون هيدروستاتيك لسائل ثابت. ووفقاً لهذا القانون ، ينتقل الضغط عبر السائل في جميع الاتجاهات ، بغض النظر عن المنطقة التي تعمل فيها ، على جميع الطائرات التي تربط السائل ، وتكون قيمته P متناسبة مع السطح S ويتم توجيهها على طول الطبيعي إليها. اكتشف باسكال هذا القانون واختبره على التجربة في 1653. وفقًا له ، يعمل الضغط الهيدروستاتيكي على سطح جسم مغمور في سائل من جميع الجهات.
افترض أن الجسم مغمور في وعاء بالماءشكل المكعب مع حافة L إلى عمق H هي المسافة من سطح الماء إلى الوجه العلوي. في هذه الحالة ، يقع الحد الأدنى على عمق H + L. يتم توجيه متجه القوة F1 على الحافة العلوية إلى الأسفل و F1 = r * g * H * S ، حيث r هي كثافة السائل ، g هو تسارع الجاذبية.
يتم توجيه ناقل القوة F2 الذي يعمل على المستوى السفلي إلى أعلى ، ويتم تحديد قيمته بواسطة التعبير F2 = r * g * (H + L) * S.
ناقلات القوى العاملة على السطوح الجانبيةمتوازنة بشكل متبادل ، وبالتالي يتم استبعادها من النظر في المستقبل. يتم توجيه قوة Archimedean F2> F1 لأعلى ويتم تطبيقها على الوجه السفلي للمكعب. تحديد قيمته F:
F = F2 - F1 = r * g * (H + L) * S - r * g * H * S = r * g * L * S
لاحظ أن L * S هو حجم مكعب V ، وهكذا.r * g = p هو وزن وحدة السائل ، ثم تحدد صيغة قوة Archimedean وزن حجم السائل مساويًا لحجم المكعب ، أي هذا هو بالضبط وزن السائل النازح من قبل الجسم. ومن المثير للاهتمام أن الحديث عن قانون أرخميدس ممكن فقط من أجل بيئة تتسم بالجاذبية - فالقانون لا يعمل في ظل ظروف لا وزن لها. الصيغة النهائية لقانون أرخميدس هي كما يلي:
F = p * V ، حيث p هي الجاذبية النوعية للسائل.
السلطة Archimedean يمكن أن تكون بمثابة أساستحليل الطفو هاتف. الشرط للتحليل هو نسبة وزن الجسم المغمور Pt ووزن السائل Pg مع حجم يساوي حجم الجسم المغمور في السائل. إذا Р Р Р ж then then then then then then then then then then then then then؟ خلاف ذلك ، يطفو الجسم حتى قوة الطفو تساوي وزن الجزء المقذوف المقذوف من جسم الماء.
قانون أرخميدس واستخدامه لها فترة طويلةالتاريخ في هذه التقنية ، بدءا من مثال كلاسيكي للتطبيق في جميع السفن المائية المعروفة وعلى البالونات والمنطاد الجوي. ما لعب دورا هنا هو أن الغاز ينتمي إلى مثل هذه الحالة من المادة ، والتي تحاكي تماما السائل. في نفس الوقت ، في الهواء ، تعمل قوة أرخميدس على أي كائنات ، مشابهة لتلك الموجودة في سائل. أولى المحاولات للقيام برحلة جوية بالون قام بها الأخوان مونتغوليفيون - قاموا بملء البالون بالدخان الدافئ ، بحيث كان وزن الهواء الوارد في البالون أقل من وزن نفس كمية الهواء البارد. كان هذا هو سبب الرفع ، وتم تحديد قيمته كالفرق في الوزن بين هذين المجلدين. تطور إضافي للبالونات كان هو الموقد ، الذي يسخن الهواء داخل البالون باستمرار. من الواضح أن النطاق يعتمد على مدة الموقد. في وقت لاحق على airships تم استخدام الغاز لملء مع وزن معين أقل من ذلك من الهواء.
