Проделаем простой эксперимент:ta en svagt uppblåst gummikula och "fördjupa" den i vattnet. Om nedsänkningens djup är till och med 1-2 meter, är det lätt att se att dess volym kommer att minska, dvs. från alla sidor pressade bollen en viss kraft. Vanligtvis säger de att hydrostatisk tryck är "skyldig" här - en fysisk analog till kraften som verkar i stationära vätskor på en nedsänkt kropp. Hydrostatiska krafter verkar på kroppen från alla sidor, och deras resulterande kraft, känd som den archimediska kraften, kallas också flytande, vilket motsvarar dess verkningsriktning på kroppen nedsänkt i vätskan.
Archimedes upptäckte sin lag rent experimentellt,och dess teoretiska motivering väntade nästan 2000 år innan Pascal upptäckte lagen om hydrostatik för en stationär vätska. Enligt denna lag överförs tryck genom vätskan i alla riktningar, oavsett det område som den verkar på, på alla plan som binder fluidet, och dess värde P är proportionellt mot ytan S och riktad längs normalen till den. Pascal upptäckte och testade denna lag genom experiment 1653. Enligt den verkar det hydrostatiska trycket på ytan av en kropp nedsänkt i en vätska från alla sidor.
Anta att en kropp i vatten är nedsänkt iformen på en kub med en kant L till ett djup H är avståndet från ytan av vattnet till den övre ytan. I det här fallet ligger undre ansiktet på ett djup av H + L. Kraftvektorn F1 verkar på den övre ytan riktas nedåt och F1 = r * g * H * S, där r är vätskans densitet, g är tyngdkraften.
Kraftvektorn F2 verkar på det undre planet riktas uppåt, och dess värde bestäms av uttrycket F2 = r * g * (H + L) * S.
Vektorer av krafter som verkar på sidoytorna,är ömsesidigt balanserade, därför utesluts de från övervägande i framtiden. Den arkimediska kraften är F2> F1 och riktas från botten upp och appliceras på kubens nedre yta. Definiera dess värde F:
F = F2 - F1 = r * g * (H + L) * S - r * g * H * S = r * g * L * S
Observera att L * S är volymen på kuben V, och så vidare.r * g = p är vikten för en enhetsfluid, då bestämmer Archimedean-kraftformeln vikten av fluidvolymen lika med kubens volym, d.v.s. detta är just vikten av den vätska som förskjuts av kroppen. Intressant nog är det att prata om Archimedes-lagen endast möjligt för en miljö där tyngdkraften finns - i tyngdkraften fungerar inte lagen. Slutligen har formeln för lagen om Archimedes följande form:
F = p * V, där p är vätskans specifika vikt.
Arkimedisk styrka kan tjäna som grund förflytkraftsanalys tel. Villkoret för analys är förhållandet mellan vikten av den nedsänkta kroppen Pm och vikten av vätskan Pj med en volym som är lika med volymen för kroppsdelen nedsänkt i vätskan. Om Pm = Pm flyter kroppen i en vätska och om Pm> Pm sjunker kroppen. Annars dyker kroppen upp tills flytkraften är lika med vikten på den utskjutna försänkta delen av vattenkroppen.
Archimedes lag och dess användning har en lången historia inom teknik, börjar med det klassiska exemplet på tillämpning i alla kända vattenskotrar och till ballonger och luftskepp. Här spelade det faktum att gasen tillhör ett sådant materialtillstånd som helt modellerar vätskan. Samtidigt, i luften, verkar Archimedean styrka på alla föremål, besläktade med samma som i en vätska. De första försöken att genomföra en luftflukt i en ballong gjordes av bröderna Montgolfier - de fyllde ballongen med varm rök, så att vikten av luften som var innesluten i ballongen var mindre än vikten av samma volym kall luft. Detta var orsaken till uppkomsten av lyftkraften, och dess värde bestämdes som skillnaden i vikten på dessa två volymer. En ytterligare förfining av ballongerna var brännaren, som kontinuerligt upphettade luften inuti ballongen. Det är uppenbart att flygintervallet berodde på brännarens längd. Senare, på luftskip, användes gas för att fylla med en specifik vikt som är mindre än luftens.
