Principi d'Archimede

Principio d'Archimede

• El principi d'Arquimedes és un principi físic que descriu la força ascendent que un fluid exerceix sobre un objecte submergit en ell.
• L'objecte experimenta una força ascendent igual al pes del fluid desplaçat per l'objecte.
• Aquesta força s'anomena força d'Arquimedes.

Descripcion del Principi

• Si un cos està submergit totalment o parcialment en un fluid, està sotmès a una força ascendent, anomenada força d'Arquimedes.
• La força d'Arquimedes és igual al pes del fluid desplaçat pel cos.
• La força d'Arquimedes actua verticalment cap amunt, amb la seva línia d'acció passant pel centre de gravetat del fluid desplaçat.
• Si la força d'Arquimedes és igual al pes del cos submergit, el cos flota.
• Si la força d'Arquimedes és inferior al pes del cos submergit, el cos s'enfonsa.
• Si la força d'Arquimedes és superior al pes del cos submergit, el cos flota.

Aplicacions del Principi

• La flotabilitat de vaixells, submarins, globus aerostàtics i altres objectes.
• El càlcul de la densitat dels cossos.
• La dissenyació d'objectes que flotin o s'enfonsin.

Fórmula

• La fórmula per calcular la força d'Arquimedes és:

  • Força d'Arquimedes = Densitat del fluid × Volum del fluid desplaçat × Acceleració de la gravetat

    • F_A = ρ_f V_s g

    On: - F_A és la força d'Arquimedes (en Newtons) - ρ_f és la densitat del fluid (en kg/m³) - V_s és el volum del fluid desplaçat (en m³) - g és l'acceleració de la gravetat (aproximadament 9,81 m/s²)

Factors que influeixen en la Força

• La densitat del fluid: Els fluids més densos exerceixen una força ascendent major.
• El volum del fluid desplaçat: Els objectes més grans desplacen més fluid i, per tant, reben una força ascendent major.
• L'acceleració de la gravetat: La gravetat influeix en la força pes que actua sobre el cos i sobre el fluid desplaçat.

Comparativa entre Pes i Força

• Un cos submergit en un fluid experimentarà una força d'Arquimedes.
• Si aquesta força és major que el pes del cos, el cos flota.
• Si la força d'Arquimedes és menor que el pes, el cos s'enfonsa.
• Si les dues forces són iguals, el cos roman en equilibri i flota a una determinada profunditat.

Exemples d'Aplicacions Pràctiques

• Vaixells de càrrega: Els vaixells són dissenyats per desplaçar un volum d'aigua suficient per garantir que la força d'Arquimedes sigui superior al pes del vaixell, permetent-los flotar.
• Submarins: Els submarins poden regular la seva densitat canviant la quantitat d'aigua a l'interior. Això els permet augmentar o disminuir la força d'Arquimedes, permetent-los submergir-se o tornar a la superfície.

Corol·laris del Principi d'Arquimedes

• Els objectes amb una densitat menor que el fluid floten.
• Els objectes amb una densitat major que el fluid s'enfonsen.
• Els objectes amb una densitat igual al fluid floten en equilibri, sense moure's cap amunt ni cap avall.