1

Legea lui Arhimede

        Arhimede (287-212 î.H.) s-a născut la Siracuza, în Sicilia (în acel timp era colonie grecească). El este unul dintre cei mai cunoscuţi învăţaţi ai Greciei antice, considerat părintele mecanicii.

        Întâmplarea care a condus la descoperirea legii care-i poartă numele este următoarea:

        După ce a câştigat puterea în Siracuza, Hieron a hotărât să pună într-un templu o coroană de aur pe care să o închine zeilor care l-au ajutat în obţinerea victoriei. Aurarul care a confecţionat-o i-a adus o coroană minunată. La urechea regelui au ajuns însă zvonuri că aurarul ar fi furat o parte din aur şi l-ar fi înlocuit cu argint. Regele i-a cerut lui Arhimede să stabilească cu certitudine dacă a fost înşelat sau nu.

        Frământat de rezolvarea problemei, aflându-se în cadă, Arhimede a observat că intrând mai mult în apă, din ce în ce mai multă apă se revarsă afară. În acel moment a sărit din cadă şi a luat-o la fugă, strigând din răsputeri “Evrica!”, adică “Am descoperit!”

        Plecând de la observaţia din baie, el a stabilit că meşterul aurar îşi însuşise o mare parte din aurul încredinţat. Astfel s-a formulat legea care-i poartă numele lui Arhimede.

        Forţa arhimedică reprezintă rezultanta tuturor forţelor (de apăsare) cu care lichidul, datorită presiunii hidrostatice, acţionează asupra unui corp scufundat într-un lichid.

O altă formulare a legii lui Arhimede, mai clară, ar fi: Un corp scufundat într-un lichid în repaus este împins de jos în sus cu o forţă verticală numeric egală cu greutatea lichidului dezlocuit de acel corp.

Caracteristicile forţei arhimedice

-        Forţa arhimedică are direcţie verticală şi sensul de jos în sus

-        Modulul forţei arhimedice este egal cu modulul greutăţii lichidului dezlocuit de corp:

FA= Gl = ml ∙ g = ∫l ∙ Vl ∙ g

-        Punctul de aplicaţie al forţei arhimedice se numeşte centru de presiune. El coincide cu centrul de greutate al corpului dacă acesta este omogen şi complet scufundat în lichid.

Factori care influenţează forţa arhimedică

        Factorii care influenţează valoarea forţei arhimedice sunt:

-        valoarea forţei arhimedice nu depinde de adâncimea la care este scufundat corpul

-        valoarea forţei arhimedice depinde de natura lichidului fiind cu atât mai mare cu cât densitatea lichidului este mai mare

-        valoarea forţei arhimedice nu depinde de masa corpului scufundat dacă volumul corpului nu se modifică

-        valoarea forţei arhimedice creşte cu volumul corpului scufundat

Aplicaţii ale legii lui Arhimede

        Navele plutesc, deşi sunt confecţionate din materiale cu densitatea mult mai mare decât a apei. Datorită formei lor ele dezlocuiesc un volum foarte mare de apă (mai mare decât volumul materialelor din care este confecţionată nava).

        Submarinul este o navă care poate pluti la suprafaţa apei, dar se poate şi scufunda la diferite adâncimi. El are între pereţii săi dubli rezervoare (numite balast-apă), care se pot umple cu apă din mare; când se umplu cu apă, greutatea submarinului creşte, şi el se scufundă. Pentru a reveni la suprafaţă, apa din rezervoare este evacuată cu ajutorul aerului comprimat.

        Batiscaful este un submarin mai mic, folosit pentru a coborî la adâncimi foarte mari. Pentru a rezista la presiunile enorme ale apei, cabina în care se află pasagerii (vizibilă în partea inferioară) este o sferă de oţel cu pereţii foarte groşi. Restul carcasei este plină cu un lichid cu densitatea mai mică decât apa.

        Baloanele umplute cu hidrogen, lăsate libere în aer, se ridică datorită forţei arhimedice.

        Legea lui Arhimede mai are şi alte aplicaţii în lumea de zi cu zi, acestea fiind doar unele dintre ele.