My brainy
02 Νοεμβρίου 2022

Άνωση

brainy

Εκπαιδευτική Ομάδα

Στο σώμα ασκούνται δυνάμεις σε όλες τις επιφάνειες που είναι σε επαφή με το νερό, κάποιες κατακόρυφες και κάποιες οριζόντιες. Και αφού η υδροστατική πίεση εξαρτάται από το βάθος, αντίστοιχα και τα μέτρα αυτών των δυνάμεων θα εξαρτώνται από το βάθος.

Οι δυνάμεις FA και FB έχουν αντίθετες κατευθύνσεις, αλλά ασκούνται σε επιφάνειες που βρίσκονται σε διαφορετικά βάθη, επομένως έχουν διαφορετικά μέτρα. Ωστόσο, οι δυνάμεις FΓ και FΔ έχουν αντίθετες κατευθύνσεις αλλά ασκούνται σε απέναντι επιφάνειες που βρίσκονται ακριβώς στο ίδιο βάθος! Έτσι έχουν και ίσα μέτρα, είναι δηλαδή αντίθετες δυνάμεις.

Αυτό σημαίνει ότι η συνισταμένη δύναμη αυτών των δύο είναι μηδέν, δηλαδή αλληλοαναιρούνται. Τελικά, οι μόνες δυνάμεις που έχουν κάποιο αποτέλεσμα στο σώμα και μας ενδιαφέρουν, είναι οι δύο κατακόρυφες FA και FB , και μπορούμε να τις υπολογίσουμε χρησιμοποιώντας το νόμο της υδροστατικής πίεσης.

Η υδροστατική πίεση στην επιφάνεια Α είναι p= ρghA , στην επιφάνεια Β είναι p= ρghB, ενώ η πάνω και η κάτω βάση του σώματος έχουν κάθε μία εμβαδόν αα = α2.

Για την πίεση ισχύει ότι:

orismos-piesis.png

Λύνοντας λοιπόν χιαστί, βρίσκουμε εύκολα ότι:

Κάθετη δύναμη = πίεση × εμβαδόν επιφάνειας

Μπορούμε δηλαδή να υπολογίσουμε τις δυνάμεις Fκαι FB πολλαπλασιάζοντας σε κάθε περίπτωση την πίεση που δέχεται η επιφάνεια (τα pκαι pπου βρήκαμε) με το εμβαδόν της (δηλαδή το α2).

Τότε οι δυνάμεις που ασκούνται από το υγρό σε αυτές τις επιφάνειες είναι αντίστοιχα:

F= ρghAα2 και FΒ = ρghΒα2 με την FB να έχει μεγαλύτερο μέτρο, καθώς hB>hA.

Η δύναμη λοιπόν που ασκείται στην κάτω επιφάνεια προς τα πάνω, υπερισχύει της δύναμης που ασκείται στην πάνω επιφάνεια προς τα κάτω. Η συνισταμένη αυτών των δύο δυνάμεων έχει φορά προς τα πάνω και ονομάζεται άνωση.

Ασκείται από τα υγρά σε κάθε σώμα που βυθίζεται μέσα σε αυτά, ενώ εμφανίζεται ακόμα και στα αέρια, παράδειγμα σε ένα μπαλόνι που περιέχει Ήλιο, το οποίο και σπρώχνεται προς τα πάνω.

Τα υγρά ασκούν δύναμη σε κάθε σώμα που βυθίζεται μέσα σε αυτά. Η δύναμη αυτή ονομάζεται άνωση, είναι κατακόρυφη, με φορά προς τα πάνω και το μέτρο της ισούται με το βάρος του υγρού που εκτοπίζεται από το σώμα.