Archimedes quab yuam

Ntse heev Archimedes loj hlob nyob rau hauv ib tsev neeg ntawm kev kawm txog zauv, tau txais ib qho kev kawm zoo nyob rau hauv Alexandria thiab nyob tag nrho nws lub neej nyob rau hauv lub Sicilian lub zos ntawm Syracuse. Nws tau los ua tus founder ntawm theoretical mechanics, ntse ua hauj lwm nyob rau hauv qhov teeb meem uas nrhiav tau qhov deg hauv cheeb tsam thiab ntim ntawm ntau yam nrhiav thiab lub cev. Feem ntau nco qab nws npe nrov kab lus, "Muab kuv ib qho chaw rau sawv ntsug thiab kuv yuav tsiv mus nyob rau lub ntiaj teb!" Thiab lub exclamation "Eureka!" Thaum nws qhib txoj cai, muaj npe tom qab nws lub npe. Tab sis, nyob rau hauv tas li ntawd, nws yog ib tug zoo heev paub txog nyob rau hauv lub teb ntawm geometry thiab mechanics, thiab nws engineering tau muaj amazing contemporaries siab tawv tswv yim thiab cov poj ntsuam. Nws los ua ib tug catapult nrog vysokopritselnym ntuav lub system nws nris-caj npab mechanism tso cai rau kom nqa lub nkoj saum toj no cov dej, thiab lawv invented ib ntu solntseotrazhayuschih tsom iav burnt cov Roman fleet thaum lub sij hawm lub siege ntawm Syracuse.

Cov lwm discoveries uas txuas keeb kwm nrog lub npe ntawm no ci ntsa iab tus paub txog nyob rau hauv physics yuav mus ib txhis nyob twj ywm rau hauv lub Archimedes quab yuam. Qhov kev txiav tau txuam nrog rau cov tswv yim xav tau kev pab: yuav tsum tau los mus txiav txim lub Jewelers lub siab dawb paug, ua ib tug crown rau tus huab tais Hiero II. Yuav ua li cas yog tam sim no hu ua cov kev nqus, twb paub zoo txawm nyob rau hauv cov hnub, tab sis yuav ua li cas los mus txiav txim rau qhov nyiaj ntawm xws li ib tug complex khoom, nws yog tsis meej. Lus dab neeg txuas tau lub hard qhib Archimedes 'ntsiab cai nrog noj ib da dej zaum. Lub essence ntawm lub foundations lus dag nyob rau hauv lub fact tias lub cev nyob rau hauv cov kua ua buoyancy ntawm Archimedes, lub ntsiab txhais ntawm uas yog qhov kev kawm ntawm tshwj xeeb xim ntawm designers ntawm lub pas dej hom kev kawm, pab kiag li lawm ua hauj lwm nyob rau hauv cov dej, nyob rau hauv cov dej, raws li zoo raws li cov khoom aeronautics - balloons, probes, airships, etc. .

Lub classic formulation ntawm txoj cai hais tias cov buoyancy sib npaug zos rau tus luj ntawm cov kua uas displaces ib lub cev raus rau hauv nws. Nyob rau hauv lub ntsiab txhais no mis tej yam tshwm sim heev yooj yim: Yog hais tias peb xav hais tias cov volume ntawm ib lub cev raus rau hauv ib tug dej yog sib npaug zos rau O, thiab cov kev faib ua feem ntawm cov kua - p, ces lawv cov khoom yog cov yam Archimedes quab yuam. Cov mis rau nws xam yog sau raws li nram no:

F = p * Hais txog

Heev feem ntau nws yog tempting rau muab tso rau txoj kev kuaj no Archimedes 'ntsiab cai nrog rau kev hwm mus gases - dhau npaum li cas txawv ceev ntawm cov kua thiab roj. Rau skeptics muaj ib tug ncaj yooj yim xyaum ua tej yam. Nyob rau hauv boxing, nrog huab cua khiav tawm qhov chaw nyob rau teev npas loj loj, rau Piv txwv li, lub khob, thiab hlau rau tes taw hnyav sib npaug nws.

Yog li ntawd, nyob rau hauv cov huab cua lub pob hnyav yog balanced los ntawm tus luj ntawm lub taw hnyav li thiab yuav sau cov kab zauv Pm = Pr txaus siab, vim hais tias yam balanced. Yog hais tias chiv xav hais tias Archimedes 'kuj yog siv tau, ces tus luj nyob rau hauv lub pob thiab tus quab yuam ntawm Archimedes FSH thiab FG, thiab ces tus mob ntawm equilibrium yuav sau dua tshiab:

Pm = Rsh1 - FSH thiab Pr = WG1 - FG qhov twg Rsh1 WG1 thiab pob hnyav thiab tus luj nyob rau hauv lub tshuab nqus tsev. Tom qab ntawd peb tau mus raws li qhia nyob rau hauv tsev kawm ntawv: Rsh1 - PN = WG1 - FG, qhov twg Rsh1 = WG1 - FG + Photoshop = WG1 + (F w - FG).

Tam sim no peb yuav tsum tau - yuav tsum tau qhia tus txheem ntawm buoyancy rog mus rau lub pob thiab tes taw hnyav li: PN = p * Osh thiab FY = p * Gr.

Ua hloov qhov tseem ceeb ntawm buoyancy rog nyob rau hauv lub qhia rau Rsh1.

Rsh1 = WG1 - FG + PN = WG1 + (p * Osh - p * Gr) = WG1 + p * (OSH - Oz).

Thaum kawg, peb tau mus rau lub ceeb thawj ntawm lub pob nyob rau hauv lub hollow qhia uas, nyob rau hauv view ntawm lub fact tias Osh> Og, yoojyim tsis muaj tsis ntseeg: tus luj ntawm lub pob nyob rau hauv lub void ntau hnyav rau hnyav, txawm hais tias nyob rau hauv cov huab cua thiab lawv balanced: Rsh1 = WG1 + p * (Osh - Og ).

Yog vim li cas rau qhov no xaus yog hais tias lub Archimedes quab yuam nyob rau cov kev luj ntawm lub huab cua thiab lub ntim ntawm ib tug kheej. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, mus saib qhov no xaus yog heev yooj yim - nws yog tsim nyog los tso rau saum huab cua tawm ntawm lub thawv. Yog hais tias koj ua li no, koj yuav tau tus kheej kom paub tseeb tias cov kev cai lij choj yog txoj cai, thiab nws yog ua li cas txhua lub sij hawm, nyob qhov twg - ob qho tag nrho nyob rau hauv cov kua thiab nyob rau hauv roj. Ntawv pov thawj ntawm no yog rho, lub yav tas los kuas tes taw hnyav li, lub pob.

Ntaus ntawv, uas nws heev hav zoov - tas mus li ua qauv qhia kev Archimedes 'ntsiab cai nyob rau hauv tag nrho nws cov ntaub ntawv, yog ib tug submarine. Cai ntawm tus luj txog ntsha rau lub realization ntawm tag nrho cov mus txawv tebchaws xaiv siv ballast tso tsheb hlau luam - ib tug tiag tiag li piv txwv ntawm cov kev siv nyob rau hauv kev xyaum yog heev ancient discoveries nyob rau hauv niaj hnub tej yam kev mob.