Arkimedes princip
Arkimedes princip beskriver den kraft som påverkar ett föremål vilket sänks ned i en vätska. Den säger att "ett föremål nedsänkt i vätska påverkas av en uppåtriktad kraft, som är lika stor som tyngden av den undanträngda vätskan". Lyftkraftens storlek F är alltså proportionell mot volymen V av den del av föremålet som är nedsänkt i vätskan genom sambandet F = ρ V g, där ρ är vätskans densitet och ρV därmed den undanträngda massan medan g är jordens tyngdacceleration. Principen upptäcktes av Arkimedes.
Om föremålet har lägre densitet än vätskan, blir lyftkraften så stor att föremålet flyter. Har det större densitet än vätskan, till exempel järn i vatten, kan det fås att flyta om formen anpassas så att föremålet exempelvis förvarar luft under omgärdande vätskeyta. I detta fall blir densiteten av "föremålet", som tränger undan vätskan, ett medelvärde av järnets och luftens; medeldensiteten för föremålet blir lägre än vätskans densitet.
Observera dock att Arkimedes princip gäller även i andra media än vätskor. Sålunda påverkas varje föremål som befinner sig i luft av en lyftkraft, om än liten. Också här gäller regeln att ju större föremålets volym är, desto större är lyftkraften. Därför har i en normal situation en klump bly en (marginellt) större tyngd än en mängd bomull med samma massa.
Innehåll |
[redigera] Historisk beskrivning av Arkimedes princip
Så här skrev man om Arkimedes princip på 1890-talet[1]:
Har Arkimedes’ princip fått någon användning i praktiska livet?
Vid skeppsbyggeri begagnar man sig just av denna princip. Genom att ge fartyget en lämplig form ernås, att den av fartyget undanträngda vattenmassan uppbär eller motväger vikten hos fartyget och lasten. Det är då lätt att förstå, hur ett fartyg av järn kan flyta på vattnet. Kunde man klämma ihop fartyget, hvarigenom det ju blev varken tyngre eller lättare, skulle det sjunka, ty i sin nya form undanträngde det en mindre vattenmassa än förut.
En annan vacker användning av samma princip är, att medels tunnor eller enkom för detta ändamål byggda stora behållare av järnplåt från havsbottnen lyfta sjunkna vrak o. dyl. Behållarna fylles med vatten, nedsänkes och fästes vid den pjäs som skall lyftas. Sedan de pumpats tomma, flyter behållarna upp till ytan tillika med det sjunkne fartyget .
Den mest kända historia om hur Arkimedes kom fram till sin princip lyder att han tog ett bad i sitt badkar, som var fyllt upp till kanten med vatten. När han klev i badkatet svämmade det vatten över kanterna. Han kom då på att lika stor volym vatten som hans kropp sköts över kanten. Enligt historien sprang han sedan naken ut på gatorna och skrek "Eureka"! (jag har hittat det).
