Полный закон Архимеда
Мы живём в мире, где век географических открытий в мире может смениться веком открытий в самом себе. Для новых открытий в окружающем нас мире не нужно готовить экспедиции в неизведанные страны. Самая неизведанная страна это сам человек. Каждый из Вас может сделать удивительные открытия, и для этого не нужно обладать ни особенными знаниями, ни мощным оборудованием. Нужно лишь немного внимательней посмотреть на окружающий нас мир, быть чуть более независимым в своих суждениях, и открытия не заставят себя ждать. Нежелание большинства людей познавать окружающий мир оставляет большой простор любознательным в самых неожиданных местах.
Физика это одна из основных наук, изучающих природу. Но даже первый закон физики - закон Архимеда, до сих пор не сформулирован. Под этим названием в учебниках физики изучается правило Архимеда для выталкивающей силы. За 23 века своего существования закон Архимеда не только не доведён до идеального состояния, но даже ещё не сформулирован. В этом законе отсутствует как формулировка, так и основное уравнение, без чего физических законов не бывает. Всем известная формулировка: "на всякое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной жидкости" является формулировкой правила Архимеда для определения выталкивающей силы. Но в этой формулировке нигде не сказано, что потом с этой силой делать.
Если мы попытаемся узнать конечный результат – узнать, что произойдёт с телом, погруженным в жидкость (решить физическую задачу), то увидим, что нам это определение мало что даёт. Для того чтобы узнать, что произойдёт с телом, нужно ещё знать объём тела, вес этого тела, удельный вес выталкивающей среды. Причём ошибка закона Архимеда состоит не только в том, что он не правильно описывает архимедову силу, а в том что он не имеет алгоритма, что потом с ней делать. Закон Архимеда для жидкостей и газов в учебниках по физике рассматривается раздельно, что усложняет его понимание.
Решение задач в школе по закону Архимеда происходит без единой методики. Показывается буквально на пальцах, что делать с архимедовой силой в одном случае, что в другом. Этот подход значительно усложняет как преподавание этого предмета, так и его усвоение. Не проще ли один раз вывести общее уравнение (формулу) закона Архимеда, включающую архимедову силу и решать все примеры по закону Архимеда одним способом, по одной формуле?
Для вывода основного уравнения (формулы) закона Архимеда рассмотрим общий случай тела, погруженного в выталкивающую среду.
На это тело действуют три силы: Первая сила – архимедова сила Вторая сила – вес тела Но есть ещё третья сила, не очень известная в теории. Это архимедова сила, не задействованная для плавания - запас плавучести Если к телу, не полностью погруженному в выталкивающую среду, добавить вес, по величине равный В этом случае тело будет уравновешенно в выталкивающей среде, и мы можем написать основное уравнение (формулу) закона Архимеда. Закон Архимеда определяет условие плавания тел (рис.1).
Где
У не полностью погруженного тела запас плавучести
Основное уравнение закона Архимеда можно также составить относительно веса погруженного тела Физическое определение полного закона Архимеда можно вывести из его основного уравнения: максимально возможная архимедова сила погруженного тела равна сумме архимедовой силы и запаса плавучести, и равна весу жидкости в объёме тела. Без учёта запаса плавучести 1) При 2) При 3) При Строители кораблей на практике давно поняли, что закон Архимеда не полный. Они ввели понятие водоизмещения, имеющего смысл максимально возможной выталкивающей силы Это показывает, что в судостроении давно пользуются основным уравнением Архимеда. Однако это уравнение выводят каждый раз, исходя из здравого смысла. Это же самое делают и в школе. Не проще ли один раз вывести уравнение и потом им пользоваться?
Если при чтении возникают проблемы в раскрытии формул и рисунков, полный закон Архимеда опубликован на http://sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9433.html |
, 
- архимедова сила, используемая для плавания (равна весу судна Р).
. 
