1. Сұйық өзіне батырылған денеге неліктен төменнен жоғары қарай бағытталған қысым түсіреді?
Сұйықта, дене батырылған кезде, оның үстіне және астына қысым түседі. Сұйықтың тереңдігі артқан сайын, қысым да артады. Бұл Кирхгоф заңы бойынша орындалады. Сұйықтың ішінде қысымни үлкендігін тереңдігі артқан сайын табуымыз мүмкін:
[ P = P_0 + \rho g h ]
мұндағы:
- ( P ) – тереңдегі қысым,
- ( P_0 ) – сұйық бетінде (атмосфералық) қысым,
- ( \rho ) – сұйықтың тығыздығы,
- ( g ) – ауырлық күшінің үдеуі,
- ( h ) – тереңдік.
Батырылған дененің екі жерінде, үсті мен астында, қысымның айырмашылығы болады. Астындағы қысым жоғары, өйткені тереңдік жоғары. Бұл қысымдардың айырмасы төменнен жоғары күш түсіреді, және оны "кері итеруші күш" деп атаймыз.
2. Кері итеруші күшті теориялық жолмен қалай анықтайды?
Кері итеруші күшті анықтау үшін, біз Архимед заңыны қолданамыз. Архимед заңы бойынша, сұйықта батырылған дене, өзінің көлеміне тең сұйықтың көлемі бойынша, кері итеруші күш алады.
Кері итеруші күштің формуласы:
[ F_b = \rho V g ]
мұндағы:
- ( F_b ) – кері итеруші күш,
- ( \rho ) – сұйықтың тығыздығы,
- ( V ) – батырылған дененің көлемі,
- ( g ) – ауырлық күшінің үдеуі.
Бұл формуладан көріп тұрғанымыздай, кері итеруші күш батырылған дененің көлеміне, сұйықтың тығыздығына және ауырлық үдеуіне тәуелді.
3. Кері итеруші күшті тәжірибе жолымен қалай анықтауға болады? Тәжірибе қорытындысы не дейді?
Кері итеруші күшті тәжірибе арқылы анықтау үшін, кіріп кеткен денені (мысалы, баллондары немесе металды денелер) судың бетіне батырған жөн. Мысалы, былай эксперимент өткізуге болады:
- Суды толтырылған контейнер алыңыз.
- Дене (мысалы, металл шар) контейнерішіне төмендеді.
- Параметрлерді, мысалы, дененің көлемін ( V ) және оның тығыздығын ( \rho ) өлшеуіңіз керек.
- Судың деңгейдегі өзгерісті бақылаңыз (яғни, қанша су ағып шықты).
Содан соң судың бөгетіндегі ауырлық күшінен айырманы есептесеңіз, кері итеруші күшті таба аласыз.
Тәжірибе қорытындысы: Нәтижелері көрсеткендей, сұйықта батырылған дене сұйықтың көп мөлшерін уақытша жауап ретінде шығарады, сондықтан бұл тәжірибе Арсиан заңын растауға мүмкіндік береді: дененің сұйыққа батырылғанына байланысты кері итеруші күш сұйық көлеміне тең.
