Page 222 - To jest fizyka 7 – Fizyka SP – demo

220 Ciśnienie i siła wyporu

Z historii Prawo Archimedesa:
Na ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu. Jest ona
Legenda mówi, że Archimedes,
wielki grecki uczony żyjący skierowana do góry i ma taką wartość, jak ciężar cieczy
w III w. p.n.e., dokonał swojego wypartej przez to ciało.
odkrycia, kąpiąc się w wannie.
Z okrzykiem „Heureka!”
(„Odkryłem!”) pobiegł nago Kiedy ciało pływa
przez miasto.
Archimedes zasłynął również Siła wyporu działa zarówno na piłeczkę, jak i na jajko. Dlaczego
badaniem dźwigni, o której więc piłeczka pływa, a jajko tonie?
mówiliśmy w rozdziale czwartym. Woda wyparta przez piłeczkę ma tę samą objętość, co piłeczka,
Skomentował je słynnymi dziś ale większą gęstość. Ma więc większą masę i większy ciężar. Siła
słowami: wyporu działająca na piłeczkę jest większa niż ciężar piłeczki.
„Dajcie mi punkt podparcia,
a poruszę Ziemię!”. Swoje Wypadkowa tych sił skierowana jest w górę (rys. a). Piłeczka pły­
odkrycia wykorzystywał nie więc w górę, ku powierzchni wody.
praktycznie. Gdy Rzymianie
zaatakowali jego ojczyste miasto a) b) c) d)
Syrakuzy, skonstruował machiny
wojenne służące do jego obrony.
Nie wiadomo, czy najeźdźcy
nie daliby za wygraną, gdyby
nie udało im się znaleźć zdrajcy,
który w nocy otworzył bramy.

Niebieskie strzałki oznaczają siłę wyporu, a czerwone – ciężar.
Gdy piłeczka pływa już po powierzchni wody, zanurzona jest
tylko część jej objętości. Wypiera więc mniej wody niż wtedy,
gdy była całkowicie zanurzona. Siła wyporu jest więc mniejsza.
Piłeczka pływa zanurzona w takim stopniu, że siła wyporu rów­
noważy jej ciężar (rys. b).
Inaczej jest w wypadku jajka. Ma ono większą gęstość niż woda,
a więc i większy ciężar niż wyparta przez nie woda. Wypadkowa
ciężaru jajka i działającej na nie siły wyporu skierowana jest w dół
i jajko tonie (rys. c).
Gdy ciało ma taką samą gęstość jak woda, nie wynurza się ani nie
tonie, lecz unosi się swobodnie w wodzie (rys. d).
Podobnie jest w przypadku innych cieczy.

Ciała o gęstości mniejszej od gęstości cieczy pływają
po tej cieczy, ciała o większej gęstości toną.

Ćwiczenie A. Czy żelazo, ołów, platyna pływają w rtęci? Gęstość
tych substancji znajdziesz w tabeli na końcu podręcznika.

Obliczanie siły wyporu
Prawo Archimedesa pozwala obliczać siłę wyporu. Metodę obli­
czania przedstawiamy na przykładach.

3
Przykład 1. Hipopotam o objętości 4 m stoi na dnie jeziora.
Nad wodę wystają mu tylko nozdrza. Oblicz działającą na niego
siłę wyporu.