250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 13)

Nguyên lí Archimedes về Sự nổi

250 tCN

Archimedes (khoảng 287 tCN – khoảng 212 tCN)

 Hãy hình dung bạn đang cân một vật nào đó – ví dụ, một quả trứng tươi, chưa luộc – dìm trong một bồn rửa chén. Nếu bạn cân quả trứng bằng cách treo nó dưới một cái cân, thì quả trứng ở trong nước sẽ hơi nhẹ cân hơn một chút, theo cái cân, so với khi lấy nó ra khỏi bồn rửa và cân. Nước tác dụng một lực hướng lên phần nào nâng lấy sức nặng của quả trứng. Lực này dễ thấy hơn nếu chúng ta tiến hành thí nghiệm tương tự với một vật có khối lượng riêng nhỏ hơn, ví dụ một khối lập phương làm bằng phao bần, nó nổi lên trong khi một phần bị chìm trong nước.

Một quả trứng trong nước chịu một lực hướng lên bằng với trọng lượng của phần nước mà nó chiếm chỗ.

Lực mà nước tác dụng lên cái phao bần được gọi là lực nổi, và đối với cái phao bần giữ dưới nước, lực hướng lên lớn hơn trọng lượng của nó. Lực nổi này phụ thuộc vào khối lượng riêng của chất lỏng và thể tích của vật, chứ không phụ thuộc vào hình dạng của vật hay vật liệu làm nên vật đó. Như vậy, trong thí nghiệm của chúng ta, cho dù quả trứng hình cầu hay hình lập phương thì cũng thế. Một thể tích bằng như vậy làm bằng trứng hay bằng gỗ đều chịu lực nổi bằng như vậy ở trong nước.

Theo Nguyên lí Archimedes về Sự nổi, nguyên lí mang tên nhà toán học và nhà phát minh Hi Lạp nổi tiếng với các nghiên cứu của ông về hình học và thủy tĩnh học, một vật chìm toàn bộ hay chìm một phần trong chất lỏng được nâng lên bởi một lực bằng với trọng lượng của chất lỏng bị chiếm chỗ. Lấy một ví dụ khác, xét một viên chì nhỏ đặt trong bồn tắm. Viên chì cân nặng hơn trọng lượng nhỏ xíu của phần nước mà nó chiếm chỗ, nên viên chì chìm xuống. Một con thuyền chèo bằng gỗ được nâng nổi bởi trọng lượng lớn của phần nước mà nó chiếm chỗ, và vì thế con thuyền nổi trên mặt nước. Con tàu ngầm lơ lửng dưới nước chiếm một thể tích nước có trọng lượng đúng bằng trọng lượng của tàu ngầm. Nói cách khác, tổng trọng lượng của con tàu ngầm – bao gồm con người, thân tàu bằng kim loại, và không khí chứa bên trong – bằng với trọng lượng của nước biển bị chiếm chỗ.

Khi con xà đầu long (loài bò sát đã tuyệt chủng) lơ lửng trong nước biển, tổng trọng lượng của nó bằng với trọng lượng của nước mà nó chiếm chỗ. Những viên đá mề tìm thấy trong vùng dạ dày của bộ xương xà đầu long có lẽ có tác dụng điều khiển sự nổi và trôi bồng bềnh.

XEM THÊM. Đai ốc Archimedes (250 tCN), Định luật Stoke về Sự nhớt (1851), Đèn Dung nham (1963).

250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí | Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>