Кіріспе

Сұйыққа денені батырғанда оның орнын толтыратын сұйық көлемі

Сұйықтар механикасында, ығысу құбылысы дене сұйыққа толық немесе жартылай батырылғанда пайда болады, ол сұйықтың орнын ығыстырып, оның орнын алады. Ығыстырылған сұйықтың көлемін өлшеуге болады, және осыдан дененің көлемін анықтауға болады: суға батырылған дененің көлемі ығыстырылған сұйықтың көлеміне тең болады. Сұйыққа батырылған дене өзінің көлеміне тең сұйықты ығыстырады. Осылайша, қалықтау күші Архимед принципі арқылы түсіндіріледі, ол дененің салмағы оның көлемін сұйықтың тығыздығына көбейту арқылы анықталатын күшпен азаяды деп айтады. Егер дененің салмағы ығыстырылған сұйықтың салмағынан аз болса, дене жүзеді; егер көп болса, батып кетеді. Ығыстырылған сұйықтың көлемі оның көлемімен тікелей байланысты (Архимед принципі бойынша). Егер дене батса (толық су астында қалса), дененің көлеміне тең сұйық ығыстырылады. Егер дене жүзсе, дененің салмағы ығыстырылған сұйықтың салмағына тең болады.

Орнынан ауыстырудың қолданылуы

Бұл әдісті қатты дененің көлемін өлшеу үшін, тіпті оның пішіні дұрыс болмаса да қолдануға болады. Мұндай өлшеудің бірнеше тәсілі бар. Бір жағдайда денені сұйықтыққа (әдетте суға) батырған кезде сұйықтық деңгейінің көтерілуі тіркеледі. Екінші жағдайда денені сұйықтыққа толы ыдысқа (ағып кету ыдысы деп аталады) батырады, осылайша сұйықтық төгіледі. Содан кейін төгілген сұйықтық жиналып, оның көлемі өлшенеді. Үшінші жағдайда денені сұйықтық бетінің астына іліп қояды және ыдыстың салмағының өсуі өлшенеді. Салмақтың өсуі дененің ығыстырған сұйықтығының мөлшеріне тең, ол дененің көлемін сұйықтықтың тығыздығына көбейту арқылы есептеледі. Архимед принципінің мәні – сұйықтыққа батырылған дененің үстіне, дененің ығыстырған сұйықтығының салмағына тең күш әсер етеді. Ығыстырылған сұйықтықтың салмағын математикалық жолмен табуға болады. Ығыстырылған сұйықтықтың массасын оның тығыздығы мен көлемі арқылы өрнектеуге болады. Ығыстырылған сұйықтықтың салмағы, мұндағы g – гравитациялық үдеу. Сондықтан, ығыстырылған сұйықтықтың салмағын былай өрнектеуге болады: Дене немесе заттың салмағын цилиндрде жеткілікті түрде жүзуге қабілетті ыдысты қалқытып, су деңгейін байқау арқылы өлшеуге болады. Дене немесе затты ыдысқа салғаннан кейін су деңгейі көлемдерінің салмақтағы айырмасы дененің салмағына тең болады.