Principi d'Archimede

Study Notes

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.

Description

El principi d'Archimede és fonamental en la física i explica com un objecte immers en un fluid experimenta una força ascendent. Aquesta força és equivalent al pes del fluid desplaçat pel objecte. Entendre aquests conceptes és crucial per a les aplicacions en hidrostàtica i la navegació.