Arximed cizgi filminin üzmə qüvvəsi. Əyləncəli Elmlər Akademiyası

Belə görünür ki, Arximed qanunundan daha sadə bir şey yoxdur. Ancaq bir zamanlar Arximed özü də kəşfinə görə çaşıb qalmışdı. Necə oldu?

Hidrostatikanın əsas qanununun kəşfi ilə bağlı maraqlı bir hekayə var.

Arximedin həyat və ölümündən maraqlı faktlar və əfsanələr

Arximed qanununun özünün kəşfi kimi nəhəng bir irəliləyişlə yanaşı, alimin bütün xidmətləri və nailiyyətləri var. Ümumiyyətlə, o, mexanika, astronomiya, riyaziyyat sahələrində çalışan dahi idi. O, “üzən cisimlər haqqında”, “top və silindr haqqında”, “spirallar haqqında”, “konoidlər və sferoidlər haqqında” və hətta “qum dənələri haqqında” traktat kimi əsərlər yazmışdır. Ən son iş Kainatı doldurmaq üçün lazım olan qum dənələrinin sayını ölçməyə çalışdı.

Sirakuzanın mühasirəsində Arximedin rolu

Eramızdan əvvəl 212-ci ildə Sirakuza romalılar tərəfindən mühasirəyə alındı. 75 yaşlı Arximed güclü katapultlar və yüngül qısa mənzilli atıcı maşınlar, həmçinin "Arximed pəncələri" adlanan qurğular hazırlamışdır. Onların köməyi ilə düşmən gəmilərini sanki təhvil vermək mümkün idi. Belə güclü və texnoloji müqavimətlə qarşılaşan romalılar şəhəri fırtına ilə ala bilmədilər və mühasirə etməyə məcbur oldular. Başqa bir əfsanəyə görə, Arximed güzgülərdən istifadə edərək Roma donanmasına od vurmağı bacardı. günəş şüaları gəmilərdə. Bu əfsanənin doğruluğu şübhəli görünür, çünki O dövrün tarixçilərindən heç biri bunu qeyd etməmişdir.

Arximedin ölümü

Bir çox şəhadətlərə görə, Arximed nəhayət Sirakuzanı ələ keçirən Romalılar tərəfindən öldürüldü. Böyük mühəndisin ölümünün mümkün versiyalarından biri budur.

Alim evinin eyvanında əli ilə bilavasitə qumda çəkdiyi diaqramlar üzərində fikirləşirdi. Yoldan keçən bir əsgər rəsmə basdı və Arximed dərin fikrə dalaraq qışqırdı: “Çəkilişlərimdən uzaqlaşın”. Buna cavab olaraq harasa tələsən əsgər qocanı sadəcə qılıncla deşdi.

Yaxşı, indi ağrılı məqam haqqında: Arximedin qanunu və gücü haqqında ...

Arximed qanununun necə kəşf edildiyi və məşhur "Evrika!"

Qədimlik. Eramızdan əvvəl III əsr. Siciliya, hələ də mafiyanın olmadığı, ancaq qədim yunanlar var.

Sirakuzadan (Siciliyadakı yunan koloniyası) ixtiraçı, mühəndis və nəzəri alim olan Arximed Kral II Hieronun yanında xidmət edirdi. Bir gün zərgərlər kral üçün qızıl tac düzəltdilər. Padşah şübhəli şəxs olduğu üçün alimi öz yerinə çağırıb tapşırır ki, tacda gümüş çirkləri olub-olmadığını öyrənsin. Burada demək lazımdır ki, o vaxtlar heç kim belə məsələləri həll etməmişdi və misli görünməmiş iş idi.

Arximed uzun müddət düşündü, heç nə tapmadı və bir gün hamama getməyə qərar verdi. Orada alim su hövzəsində oturaraq problemin həllini tapdı. Arximed diqqəti tamamilə açıq bir şeyə çəkdi: suya batırılmış bir bədən, bədənin öz həcminə bərabər su həcmini sıxışdırır.

Məhz o zaman Arximed soyunmağa belə can atmadan hamamdan sıçrayaraq özünün məşhur “Evrika”sını, yəni “tapıldı” deyə qışqırdı. Padşaha görünən Arximed ona tacın çəkisinə bərabər gümüş və qızıl külçələr verməyi xahiş etdi. Arximed tac və külçələr tərəfindən yerdəyişdirilən suyun həcmini ölçərək və müqayisə edərək, tacın xalis qızıldan deyil, gümüşlə qarışdırıldığını aşkar etdi. Bu, Arximed qanununun kəşfinin hekayəsidir.

Arximed qanununun mahiyyəti

Arximed prinsipini necə başa düşəcəyinizi özünüzdən soruşsanız, cavab verəcəyik. Sadəcə otur, düşün və anlayış gələcək. Əslində bu qanunda deyilir:

Qaza və ya mayeyə batırılmış cismə, bədənin batırılmış hissəsinin həcmində mayenin (qazın) çəkisinə bərabər olan qaldırma qüvvəsi təsir edir. Bu qüvvəyə Arximed qüvvəsi deyilir.

Gördüyümüz kimi, Arximed qüvvəsi təkcə suya batırılmış cisimlərə deyil, həm də atmosferdəki cisimlərə təsir göstərir. Balonu havaya qaldıran qüvvə eyni Arximed qüvvəsidir. Arximed qüvvəsi düsturla hesablanır:

Burada birinci termin mayenin (qazın) sıxlığı, ikincisi isə sürətlənmədir sərbəst düşmə, üçüncüsü bədənin həcmidir. Əgər cazibə qüvvəsi Arximed qüvvəsinə bərabərdirsə, cisim üzür, böyükdürsə, batır, azdırsa, üzməyə başlayana qədər üzür.

Bu yazıda biz Arximed qanununa baxdıq. Arximed qanununun tapıldığı problemlərin həllini öyrənmək istəyirsinizsə, əlaqə saxlayın mütəxəssislərimizə. Ən yaxşı müəlliflər öz biliklərini bölüşməkdən və həlli özləri izah etməkdən məmnun olacaqlar. çətin iş"rəflərdə."

“Arximedin gücü” mövzusunda eksperimentlər

Elm gözəl, maraqlı və əyləncəlidir. Ancaq sözlərdən möcüzələrə inanmaq çətindir, onlara öz əllərinizlə toxunmaq lazımdır; Maraqlı bir təcrübə var!
Və diqqətli olsanız,
Ağılda müstəqil
Və birinci tərəfdən fizika ilə
Maraqlı təcrübədir -
Gülməli, həyəcanlı -
O sizə sirləri açacaq
Və yeni xəyallar!

1) Canlı və ölü su

Masanın üzərinə bir litr şüşə qoyun şüşə qab, 2/3 hissəsi su ilə, iki stəkan isə maye ilə doldurulmuşdur: birində “canlı su”, digərində “ölü su” yazısı. Bir kartof kök yumrusunu qoyun (və ya çiy yumurta). O boğulur. Kavanoza "canlı" su əlavə edin və yumru "ölü" su əlavə edin və yenidən batacaq; Bir və ya digər maye əlavə edərək, kök yumrularının səthə çıxmayacağı, lakin dibinə də batmayacağı bir həll əldə edə bilərsiniz.
Təcrübənin sirri ondan ibarətdir ki, birinci stəkanda doymuş məhlul var süfrə duzu, ikincidə - adi su. (İpucu: nümayişdən əvvəl kartofu soyub bankaya zəif bir duz məhlulu tökmək daha yaxşıdır ki, konsentrasiyasının bir qədər artması belə təsir göstərsin).

2) Kartezyen pipetkalı dalğıc

Pipeti şaquli şəkildə üzənədək, demək olar ki, tamamilə suya batırılana qədər su ilə doldurun. Dalğıcın pipetini şəffaf bir qaba qoyun plastik şüşə yuxarıya qədər su ilə doldurulur. Şüşəni qapaq ilə bağlayın. Gəminin divarlarına basarkən, dalğıc su ilə doldurmağa başlayacaq. Təzyiqi dəyişdirərək, dalğıcın əmrlərinizə əməl etməsini təmin edin: "Aşağı!", "Yuxarı!" və "Dayan!" (hər hansı bir dərinlikdə dayanın).

3) Gözlənilməz kartof

(Təcrübə yumurta ilə aparıla bilər). Kartof kök yumrularını yarısı dolu bir şüşə qaba qoyun sulu məhlul süfrə duzu. Səthdə üzür.
Bir qaba su əlavə etsəniz, kartofla nə olacaq? Adətən cavab verirlər ki, kartof üzəcək. Gəminin divarı boyunca huni ilə dolu olana qədər diqqətlə su tökün (onun sıxlığı məhlulun və yumurtanın sıxlığından azdır). Tamaşaçıların təəccübünə səbəb olan kartof eyni səviyyədə qalır.

4) Fırlanan şaftalı

Bir stəkana qazlı su tökün. Təzyiq altında bir mayedə həll olunan karbon qazı ondan çıxmağa başlayacaq. Şaftalı şüşəyə qoyun. O, dərhal səthə çıxacaq və... təkər kimi fırlanmağa başlayacaq. O, kifayət qədər uzun müddət bu şəkildə davranacaq.

Bu fırlanmanın səbəbini anlamaq üçün baş verənlərə daha yaxından nəzər salın. Meyvənin məxmər qabığına diqqət yetirin, tüklərinə qaz baloncukları yapışacaq. Şaftalının bir yarısında həmişə daha çox qabarcıq olacağından, ona daha böyük bir qaldırıcı qüvvə təsir edir və o, yuxarıya doğru çevrilir.

5) Kütləvi maddədə Arximed qüvvəsi

“Arximed irsi” tamaşasında Sirakuza sakinləri “dənizin dibindən mirvari çıxarmaq” mövzusunda yarışdılar. Bənzər, lakin daha sadə nümayişi içərisində darı (düyü) olan kiçik bir şüşə qabdan istifadə etməklə təkrarlamaq olar. Oraya tennis topu (və ya mantar tıxac) qoyun və qapağı bağlayın. Kavanozu çevirin ki, top darının altından dibində olsun. Yüngül vibrasiya yaratsanız (bankanı yüngülcə yuxarı və aşağı silkələyin), onda darı dənələri arasında sürtünmə qüvvəsi azalacaq, onlar hərəkətli olacaq və bir müddət sonra top Arximed qüvvəsinin təsiri altında səthə çıxacaq.

6) Paket qanadsız uçdu

Şam qoyun, yandırın, çantanı üstündə tutun, çantanın havası qızar,

Paketi buraxdıqdan sonra Arximed qüvvəsinin təsiri altında bağlamanın necə yuxarıya doğru uçduğuna baxın.

7) Fərqli üzgüçülər fərqli şəkildə üzürlər

Qazana su və yağ tökün. Qoz, tıxac və buz parçalarını aşağı salın. Qoz dibində olacaq, tıxac neftin səthində, buz isə bir yağ təbəqəsi altında suyun səthində olacaq.

Bu, cisimlərin üzən şəraiti ilə izah olunur:

Arximed qüvvəsi daha çox güc mantarın çəkisi - mantar səthdə üzür,

Arximed qüvvəsi qoza təsir edən cazibə qüvvəsindən azdır - qoz batır

buz parçasına təsir edən Arximed qüvvəsi buzun cazibə qüvvəsindən böyükdür - mantar suyun səthində üzür, lakin neftin sıxlığı suyun sıxlığından və buzun sıxlığından az olduğundan - yağ buz və suyun üstündə səthdə qalacaq

8) Qanunu təsdiq edən təcrübə

Kovanı və silindrini yaya asın. Silindr həcmi vedrənin daxili həcminə bərabərdir. Yayın uzanması göstərici ilə göstərilir. Bütün silindri su ilə tökmə qabına batırın. Su stəkana tökülür.

Tökülən suyun həcmiOsuya batırılmış cismin həcmi. Yay göstəricisi hərəkət nəticəsində suda silindrin çəkisinin azaldığını göstərirVqaldırıcı qüvvə.

Bir stəkandan vedrəyə su tökün və yay göstəricisinin orijinal vəziyyətinə qayıtdığını görəcəksiniz. Belə ki, Arximed qüvvəsinin təsiri ilə bulaq büzülür və yerdəyişən suyun ağırlığının təsiri ilə ilkin vəziyyətinə qayıdır. Arximed qüvvəsi bədən tərəfindən yerdəyişdirilən mayenin ağırlığına bərabərdir.

9) Balans itdi

Kağız silindrini düzəldin, onu tərs bir qola asın və balanslaşdırın.

Spirt lampasını silindrin altına yerləşdirək. İstiliyin təsiri altında tarazlıq pozulur və gəmi yüksəlir. Çünki Arximedin gücü artır.

Beləisti qaz və ya isti hava ilə doldurulmuş qabıqlar deyilir şarlar və aeronavtika üçün istifadə olunur.

NƏTİCƏ

Təcrübələr apararaq əmin olduq ki, mayelərə, qazlara və hətta dənəvər maddələrə batırılmış cisimlərə şaquli olaraq yuxarıya doğru yönəlmiş Arximed qüvvəsi təsir edir. Arximed qüvvəsi bədənin formasından, onun batırılma dərinliyindən, cismin sıxlığından və kütləsindən asılı deyil. Arximed qüvvəsi bədənin batırılmış hissəsinin həcmində mayenin çəkisinə bərabərdir.

Əyləncəli Elmlər Akademiyasından fizika video dərsində professor Daniil Edisonoviç qədim yunan alimi Arximed və onun bəzi heyrətamiz kəşfləri haqqında danışacaq. Qızılın saf olub olmadığını necə bilirsiniz? Çox tonluq gəmilər okean dalğaları üzərində necə üzməyi bacarır? Həyatımız sirli hadisələr və çətin tapmacalarla doludur. Fizika onlardan bəzilərinə ipucu verə bilər. Səkkizinci fizika video dərsinə baxdıqdan sonra siz Arximed qanunu və Arximed qüvvəsi, eləcə də onların kəşf tarixi ilə tanış olacaqsınız.

Arximed qanunu

Niyə cisimlərin çəkisi suda qurudan daha azdır? Bir insan üçün suda olmaq çəkisizlik vəziyyətində olmaqla müqayisə edilə bilər. Astronavtlar bundan təlimlərində istifadə edirlər. Bəs bu niyə baş verir? Məsələ burasındadır ki, suya batırılmış cisimlərə açıq, üzmə qüvvəsi təsir edir qədim yunan filosofu Arximed. Arximed qanunu belədir: mayeyə batırılan cisim, yerindən çıxardığı suyun həcmi qədər çəki itirir. Üzmə qüvvəsi kəşf edənin şərəfinə Arximed adlanırdı. Arximed, ən böyük elm adamlarından biri idi Qədim Yunanıstan. Bu parlaq riyaziyyatçı və mexanik eramızdan əvvəl III əsrdə Sirakuzada yaşamışdır. e. Bu zaman Kral Hiero Sirakuzada hökmranlıq edirdi. Bir gün Hieron ustalardan sifariş etdiyi qızıl tacı aldıqdan sonra onların dürüstlüyünə şübhə etdi. Ona elə gəldi ki, istehsalı üçün verilən qızılın bir hissəsini gizlədib gümüşlə əvəz ediblər. Bəs zərgərləri necə saxtalaşdırmaq olar? Hiero, Arximedə qızıl tacda gümüş qarışığının olub olmadığını müəyyən etməyi tapşırdı. Arximed daima problemin həlli yolunu axtarır, başqa işlərlə məşğul olanda heç vaxt bu barədə düşünməkdən əl çəkmirdi. Və həll yolu tapıldı... hamamda. Arximed özünü küllə sabunlayıb vannaya dırmaşdı və elə bir hadisə baş verdi ki, hər hansı bir insan, hətta bir alim belə hər hansı bir küvetdə, hətta mərmərdə də oturanda - içindəki su qalxır. Ancaq Arximedin adətən əhəmiyyət vermədiyi bir şey onu birdən maraqlandırdı. Ayağa qalxdı - suyun səviyyəsi düşdü, yenə oturdu - su qalxdı; və bədən batdıqca yüksəldi. Və o anda Arximeddə şəfəq düşdü. Təcrübədə bir cismin həcminin onun çəkisi ilə necə əlaqəli olduğuna dair onlarla dəfə bir ipucu gördü. Və anladım ki, Kral Hieronun vəzifəsi həll edilə bilər. Və o, təsadüfi kəşfinə o qədər sevindi ki, çılpaq, bədənində kül qalıqları ilə - küçəni qışqıra-qışqıra dolduraraq şəhərin içində evə qaçdı: “Evrika! Evrika!". Arximed, əfsanəyə görə, Hiero probleminin həllini belə tapdı. Arximed padşahdan iki külçə - gümüş və qızıl istədi. Hər bir külçənin çəkisi tacın ağırlığına bərabər idi. Ağzına qədər su ilə doldurulmuş qaba əvvəlcə bir gümüş, sonra isə qızıl külçə qoyan alim hər bir külçənin yerindən çıxardığı suyun həcmini ölçdü. Qızıl yerini aldı az su gümüşdən daha çox. Və hamısı ona görə ki, bir qızıl parçasının həcmi eyni çəkidə bir gümüş parçasından az idi. Axı qızıl gümüşdən ağırdır. Arximed daha sonra tacı gəmiyə batırdı və yerindən çıxardığı suyun həcmini ölçdü. Tac gümüş çubuqdan daha az su itələdi. lakin bir külçə qızıldan daha çox. Beləliklə, zərgərin dələduzluğu üzə çıxıb. sayəsində Arximedin gücü yüz minlərlə ton ağırlığında nəhəng gəmilər üzmək qabiliyyətinə malikdir. Bu, onların böyük yerdəyişməsi ilə bağlıdır. Yəni onların həcmi elədir ki, çoxlu miqdarda suyu sıxışdırır. Necə xatırlayırsan nə daha çox həcm bədənə daha güclü Arximed qüvvəsi təsir edir.