LEGEA LUI ARHIMEDE
Prof. BUCȘA MIHAELA
��� Este un principiu fundamental din fizica fluidelor, formulat de Arhimede din Siracuza în secolul III î.Hr. Ea explică forța de flotabilitate exercitată de un fluid asupra unui corp scufundat în el���
Formularea legii lui Arhimede:��„Un corp scufundat total sau parțial într-un fluid este împins de jos în sus cu o forță egală cu greutatea fluidului dezlocuit de acel corp.„������DETERMINAREA FORȚEI ARHIMEDICE CU DINAMOMETRUL��
���Exemplu simplu:� Dacă pui un cub de lemn în apă, el plutește pentru că densitatea lemnului este mai mică decât cea a apei. apa exercită o forță de împingere în sus care compensează greutatea cubului.�🔹 Exemplu�Avem un cub de lemn cu:�• latura de 10 cm (adică 0,1 m)�• densitatea lemnului: ρlemn=600 kg/m3�• densitatea apei: ρapa=1000 kg/m3�Calculăm volumul cubului:�Pasul 1: �V=l3=(0.1)3=0,001 m3��Pasul 2: �Calculăm greutatea cubului:�G=m⋅g=(ρlemn⋅v)⋅g=(600⋅0,001)⋅9.81=0.6⋅9,81=5,886 N�Pasul 3: �Cât din cub se scufundă?�Când cubul plutește, forța de împingere este egală cu greutatea sa:� Fa=G⇒ρapa⋅g⋅Vscufundat�1000⋅9,81⋅Vscufundat=5,886�Vscufundat=5,886/9,8۰1000=0.0006m³��Rezultat: cubul se scufundă doar 60% în apă (pentru că 0,0006 din 0,001 m³ e 60%).���
Dependența forței arhimedice de densitatea lichidului și de volumul corpului
Dependența de densitate
Dependența de volum
Cazurile particulare ale legii lui Arhimede�
Când densitatea corpului (ρc) este mai mică decât densitatea lichidului (ρl), corpul plutește
Exemple: Plutirea vapoarelor, buștenilor, icebergurilor.
Când densitatea corpului (ρc) este egală cu densitatea lichidului (ρl), corpul este în echilibru în interiorul lichidului.
Exemple: plutirea baloanelor sau a submarinului în apă.
Când densitatea corpului (ρc) este mai mare decât densitatea lichidului(ρl), corpul se scufundă (se duce pe fundul vasului).
Exemplu: piatra aruncată în apă
������� POVESTE�� Regele Hieron al II-lea şi-a comandat o coroană de aur. Le-a dat meşterilor bijutieri bucăţi de aur cântărite cu atenţie. La final a cântărit şi coroana. Rezultatul părea mulțumitor. Totuşi, sfetnicii lui îi şoptiră că bijutierii obişnuiesc să înlocuiască aurul cu argintul, în cantităţi egale. Nu ştia cum să scape de această bănuială, aşa că l-a chemat pe Arhimede şi i-a cerut să rezolve dilema. �Mult timp a căutat soluţia până când, într-o zi, aflându-se la baie, în cadă, a observat că, cu cât intră mai adânc în apă cu atât apa se revărsa mai mult în afară. În acel moment, intuind cum avea să rezolve problema a sărit nebun de bucurie afară din cadă și a luat-o la fugă spre casă, strigând din răsputeri: “EVRIKA, EVRIKA!”, adică ”Am descoperit, am descoperit!”. �S-a dus la rege şi a pus într-un vas cu apă coroana. A măsurat apa dislocată. Apoi, în acelaşi vas a pus bucăţi de aur care aveau greutatea coroanei. Volumul de apă dislocat a fost mai mic. În felul acesta a putut demonstra că bijutierii înlocuiseră o parte din aurul pentru coroană cu argint. �