Как известно, закон Архимеда появился на свет 250 лет до н. э. и сформулирован он был так:
«Когда тело полностью или частично погружается в воду, то происходит кажущаяся потеря веса, равная весу вытесненной воды, т. е. тело испытывает выталкивающее действие воды с силой, равной весу вытесненной жидкости».
Ошибка Архимеда заключается в том, что тело погруженное в воду имеет не кажущуюся потерю веса, а уменьшается в действительности вес тела. Это изменение веса тела можно измерить с помощью пружинных весов.
Тоесть в воздухе тело имеет один вес ( P 1 ), в воде, это же тело, имеет другой вес ( P 2 ).
Разница в весе тела в воздухе и в воде может быть вычислена по предложенному Архимедом определению. Эта разница равна весу вытесненной телом воды.
Таким образом правильная формулировка закона Архимеда будет такой:
Если тело, взвешенное пружинными весами в воздухе, погрузить в воду, то вес его уменьшится, что можно заметить, по показанию тех же самых весов. Разница, между весом тела в воздухе и весом тела в воде, может быть найдена математически, если объем погруженной в воду части тела умножить на удельный вес воды, вытесненной телом.
Заслуга Архимеда была в том, что он предложил методом математических вычислений определять вес тела в воде по известному значению веса тела в воздухе и наоборот.
Однако, как таковой, выталкивающей силы, в природе не существует.
Закон Архимеда был настолько прост, и имел настолько большое практическое значение в жизни людей, что люди безоговорочно приняли его на веру и повторяют по сей день.
Во времена Паскаля, действие закона Архимеда было распространено и на газы, причем без каких либо изменений.
Учитывая, что вес легких газов может иметь отрицательное значение ( Удельный вес воздуха ), а вес воздуха в воздухе равен нулю, правильная, полная формулировка закона Архимеда, распространенная и на газы, должна быть следующей:
Если тело(вещество) взвешанное в воздухе погрузить в жидкость(газ), то вес его уменьшится или увеличится (исключением является вес воздуха в воздухе, он равен нулю).
Эта разница равна объему погруженной в жидкость (вещество) части тела умноженному на удельный вес вещества, вытесненного данным телом (веществом).
Сторонники классической физики пытаются утверждать, что на тело, обладающее определенным весом, действует еще и выталкивающая сила Архимеда. Это в корне неверно! Однако в школе это преподают и по сей день.
Естественно, что это приводит к нестыковкам (парадоксам) в теоретической физике.
Очень наглядно такой парадокс прсматривается в классической задаче рассмотренной
Вес тела это результирующая всех сил, которые действуют на тело (вещество), когда оно находится в состоянии покоя относительно земли. Поэтому на вес тела не может действовать выталкивающая сила Архимеда, если бы даже она и существовала в действительности.
Предположим на дне водоема находится некий объект, который нам необходимо поднять на поверхность. Для расчета толщины металлического троса необходимо знать массу этого объекта. Как можно измерить массу объекта находящегося на дне водоема?
Измерить массу тела находящегося на дне водоёма нельзя, её можно только рассчитать. Для этого надо опустить на дно водолаза или батискаф,определить форму тела и произвести измерения его размеров, отрезать небольшой кусок тела, поднять его на поверхность и определить его плотность ρ в кг/дм3, подсчитать, исходя из размеров и формы, объём тела V в дм3. Тогда массу тела m можно рассчитать по формуле m=ρ*V кг.
На данной странице калькулятор поможет найти плотность, массу или объем вещества онлайн. Для расчета введите значения в калькулятор.
Объем, масса и плотность
Формула для нахождения массы тела через плотность и объем:
Формула для нахождения объема тела через плотность и массу:
Формула для нахождения плотности тела через объем и массу:
По словам твоей Учительницы, нужно залесть в ванну и что-то сделать.
Ну я например не знаю объём моего тела, по-этому обьём своего тела можно определить следующим образом.
Закон Архимеда: объём вытесненой жидкости, при погружении в него тела, равна вошедшему объёму. Например: наполнив ванну до краёв водой, залезя в неё, сколько воды вытекло из ванны (объём этой воды), равен объёму твоего тела.
Рассказываем, почему железные корабли не тонут, а воздушные шары летают, что такое «эврика» и при чём здесь Дональд Дак.
Его личность окутана легендами, порой весьма забавными. С одной из них мы и начнём нашу статью.
«Эврика!» Открытие закона Архимеда
Однажды царь Сиракуз Гиерон II обратился к Архимеду с просьбой установить, действительно ли его корона выполнена из чистого золота, как утверждал ювелир. Правитель подозревал, что мастер прикарманил часть драгоценного металла и частично заменил его серебром.
В те времена не существовало способов определить химический состав металлического сплава. Задача поставила учёного в тупик. Размышляя над ней, он отправился в баню и лёг в ванну, до краёв наполненную водой. Когда часть воды вылилась наружу, на Архимеда снизошло озарение. Такое, что учёный голышом выскочил на улицу и закричал «Эврика!», что по-древнегречески означает «Нашёл!».
Он предположил, что вес вытесненной воды был равен весу его тела, и оказался прав. Явившись к царю, он попросил принести золотой слиток, равный по весу короне, и опустить оба предмета в наполненные до краёв резервуары с водой. Корона вытеснила больше воды, чем слиток. При одной и той же массе объём короны оказался больше, чем объём слитка, а значит, она обладала меньшей плотностью, чем золото. Выходит, царь правильно подозревал своего ювелира.
Так был открыт принцип, который теперь мы называем законом Архимеда:
На тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа в объёме погружённой части тела.
Эта выталкивающая сила и называется силой Архимеда.
Формула силы Архимеда
На любой объект, погружённый в воду, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости. Таким образом, вес объекта, погружённого в воду, будет отличаться от его веса в воздухе в меньшую сторону. Разница будет равна весу вытесненной воды.
Чем больше плотность среды — тем меньше вес. Именно поэтому погрузившись в воду, мы можем легко поднять другого человека.
Выталкивающая сила зависит от трёх факторов:
Сопоставив эти данные, получаем формулу:
Как действует сила Архимеда
Поскольку сила Архимеда, действующая на тело, зависит от объёма его погружённой части и плотности среды, в которой оно находится, можно рассчитать, как поведёт себя то или иное тело в определённой жидкости или газе.
Если плотность тела меньше плотности жидкости или газа — оно будет плавать на поверхности.
Если плотности тела и жидкости или газа равны — тело будет находиться в безразличном равновесии в толще жидкости или газа.
Если плотность тела больше, чем плотность жидкости или газа, — оно уйдёт на дно.
Сила Архимеда в жидкости: почему корабли не тонут
Корпус корабля заполнен воздухом, поэтому общая плотность судна оказывается меньше плотности воды, и сила Архимеда выталкивает его на поверхность. Но если корабль получит пробоину и пространство внутри заполнится водой, то общая плотность судна увеличится, и оно утонет.
В подводных лодках существуют специальные резервуары, заполняемые водой или сжатым воздухом в зависимости от того, нужно ли уйти на глубину или подняться ближе к поверхности. Тот же самый принцип используют рыбы, наполняя воздухом специальный орган — плавательный пузырь.
На тело, плотно прилегающее ко дну, выталкивающая сила не действует. Это учитывают при подъёме затонувших кораблей. Сначала судно слегка приподнимают, позволяя воде проникнуть под него. Тогда давление воды начинает действовать на корабль снизу.
Но чтобы поднять корабль на поверхность, необходимо уменьшить его плотность. Разумеется, воздух в получившем пробоину корпусе не удержится. Поэтому его заполняют каким-нибудь лёгким веществом, например, шариками пенополистирола.
Примечательно, что эта идея впервые пришла в голову не учёным, а авторам диснеевского комикса, в котором Дональд Дак таким образом поднимает со дна яхту Скруджа Макдака. Датский инженер Карл Кройер (Karl Krøyer), впервые применивший метод на практике, по собственному признанию вдохновлялся «Утиными историями».
Сила Архимеда в газах: почему летают дирижабли
В воздухе архимедова сила действует так же, как в жидкости. Но поскольку плотность воздуха обычно намного меньше, чем плотность окружённых им предметов, выталкивающая сила оказывается ничтожно мала.
Впрочем, есть исключения. Воздушный шарик, наполненный гелием, стремится вверх именно потому, что плотность гелия ниже, чем плотность воздуха. А если наполнить шар обычным воздухом — он упадёт на землю. Плотность воздуха в нём будет такая же, как у воздуха снаружи, но более высокая плотность резины обеспечит падение шарика.
Этот принцип используется в аэростатах — воздушные шары и дирижабли наполняют гелием или горячим воздухом (чем горячее воздух, тем ниже его плотность), чтобы подняться, и снижают концентрацию гелия (или температуру воздуха), чтобы спуститься. На них действует та же выталкивающая сила, что и на подводные лодки. Именно поэтому перемещения на аэростатах называют воздухоплаванием.
Да не жир это: что такое «водный» вес и как грамотно его убрать
Именно из-за него мы резко теряем килограммы в первые дни, когда садимся на диету.
Здесь и далее фото pexels.com
Поужинал пиццей, а с утра чувствуешь себя так, будто тебя накачали шинным насосом? Что ж, можешь расслабиться, это не жир! (Он так быстро не набирается.)
За увеличение показателя на весах, отек лица и раздутый живот ответственна жидкость, задержавшаяся в твоем организме, а винить (или благодарить) за эту задержку стоит свой рацион питания.
Ниже мы подробнее поговорим о том, что такое водный вес, а также дадим некоторые советы, чтобы свести его к минимуму.
Что такое водный вес?
Наш организм нуждается в воде (и в большом ее количестве): ты наверняка слышал о том, что от 50 до 70% всего веса тела составляет Н2О. Увлажнение имеет важное значение для многих функций организма, включая поддержание температуры, амортизацию суставов и избавление от отходов через пот, мочу и фекалии.
Точное количество воды в теле зависит главным образом от возраста, пола и состава тела — как правило, это от 450 граммов до 2,5 кило. Однако привести к увеличению или снижению «водного» веса может и твоя диета.
Почему организм задерживает лишнюю воду?
Углеводы и натрий играют огромную роль в удержании избытков воды. Так, углеводы хранятся в мышцах и печени в виде гликогена — предпочтительного источника энергии тела. А каждый грамм гликогена, в свою очередь, остается внутри в компании около трех граммов воды.
Между тем, электролит натрия притягивает воду в пространстве за пределами клеток и в плазме. Это означает, что когда ты съедаешь гамбургер с картофелем фри, тяжелый груз натрия и углеводов накапливает дополнительный водный вес в твоих тканях.
Некоторые лекарства также могут привести к задержке воды. Как правило, среди них рецептурные препараты, которые регулируют высокое кровяное давление, такие как блокаторы кальциевых каналов, кортикостероиды и нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП).
Твой врач может ответить на вопрос, вызывают ли таблетки, которые ты принимаешь, задержку воды или нет. Однако это не значит, что данные препараты также вызывают увеличение веса. Важно понимать, что водный вес — не то же самое, что жир, а это означает, что снижение показателя на весах не может изменить состав твоего тела.
Как диета влияет на водный вес?
Если ты когда-либо пробовал низкоуглеводную диету, то, вероятно, заметил, что первые несколько кило исчезли очень быстро — и это в значительной степени связано с водным весом. В первую неделю, когда ты сидишь на диете, почти 70% потери веса приходится на воду.
Потом скорость похудения падает примерно до 20-30% в течение нескольких недель, а затем стабилизируется, когда тело начинает использовать жировые запасы. Когда ты получаешь меньше калорий, чем сжигаешь, тело не накапливает гликоген, и ты используешь свои существующие запасы — и вода уходит вместе с ними.
Так, если ты постоянно ешь тяжелую и соленую пищу, а затем сокращаешь потребление углеводов и соли в течение нескольких дней, то будешь поражен тем, сколько воды из тебя выйдет во время бесконечных походов в туалет.
Водный вес, также называемый отеком, знаком многим: за короткий период мы можем резко набрать несколько килограммов и увеличиться в объемах, но вскоре этот отек спадает, и мы возвращаемся к прежнему весу и размерам.
Как часто вам приходится просыпаться со слегка (или даже не слегка) одутловатым лицом, мешками у глаз, «рыхловатым» животиком, причина которым – задержка жидкости в организме?
На самом деле отечность (и её внешние проявления) обычно проходят самостоятельно в течение пары дней и потому редко вызывают беспокойство. Но если вас категорически не устраивают «водные» килограммы, из-за них вы чувствуете себя дискомфортно, то «Эстетический Гид» поможет вам узнать, как избавиться от лишней воды в организме.
Несколько важных фактов о «водном весе»:
Вода в норме составляет от 50 до 60 процентов общей массы тела взрослого. «Водным весом» называется дополнительная жидкость, накапливающаяся в теле. Лишняя вода вызывает вздутие живота и отечность, особенно в области живота, ног и рук.
Разница уровней воды в организме может привести к тому, что вес человека будет колебаться на целых 1-2 килограмма в течение дня.
Хочется отметить, что многие препараты, используемые для коррекции возрастных изменений, достаточно гидрофильны, т.е. способны удерживать воду, какие-то из препаратов могут и усугубить отечность на фоне нарушения лимфообращения. Именно поэтому пациентам с отечным типом нужно готовиться к дальнейшим эстетическим коррекциям.
И тут предпочтение стоит отдавать в пользу аппаратной косметологии, которая помогает за 4-6 процедур нормализовать работу лимфатической системы, улучшить метаболическую активность клеток, вывести токсины, улучшить цвет лица и качество кожи в целом.
Методик существует много. Я в своей практике использую микротоковый лимфодренаж (воздействие токов низкой частоты ) и LPG- метод, основанный на вакуумно-щипковом воздействии на мягкие ткани. Кроме того, я считаю, что лимфодренажные процедуры необходимы каждой женщине, проживающей в климате с повышенной влажностью.
как вывести лишнюю воду из организма
Существует множество способов, благодаря которым человек может быстро и естественным образом избавиться от дополнительного водного веса.
1. Сократить потребление натрия (соли)
Первым и, пожалуй, самым легким шагом к потере водной массы воды является уменьшение потребления количества соленых продуктов, потому что слишком частое употребление большого количества соли может вызвать немедленное удержание воды. При этом неважно, сами вы добавляете её в еду при готовке или любите различные готовые блюда, содержащие много соли – колбасы, соусы и прочее.
А вот в натуральных продуктах: овощах, фруктах, орехах, злаках, напротив, содержится мало натрия. И некоторые из них могут даже способствовать снижению уровня натрия в организме, например, бананы, авокадо и листовые овощи.
2. Пить больше воды
Как бы подозрительно это ни звучало, питьевая вода действительно может уменьшить водный вес. Обезвоживание заставляет тело удерживать любую дополнительную воду, чтобы восполнить водный баланс, в то время как регулярное употребление воды в разумных количествах «успокоит» организм и нормализует его работу.
Вода также улучшает функцию почек, позволяя им активнее выводить лишнюю воду и натрий.
Взрослому человеку врачи рекомендуют выпивать по 30-50 мл чистой воды на каждый килограмм веса. Сладкие напитки (такие как газировка, соки и т.д.) не в счет, их употребление вообще лучше сократить до минимума.
3. Сократить потребление углеводов
К самым распространенным и часто употребляемым углеводным продуктам углеводам относятся хлеб, рис и макароны. Сокращение углеводов и замена их ежедневных источников белковыми продуктами (нежирное мясо и рыба, яйца, творог, соя) поможет снизить набор водного веса.
4. Повысить физическую активность
Физические нагрузки провоцируют потоотделение, что также способствует выведению лишней воды. Именно это приводит к потере водного веса сразу после тренировок.
Упражнения также стимулируют кровообращение и улучшают кровоснабжение, что может сократить накопление жидкости по всему телу, особенно в ногах и ступнях.
Тренировки борются с водным весом и за счет сжигания энергетических запасов гликогена. Однако, во избежание обезвоживания, жизненно необходимо пополнять водные запасы организма после любой физической активности.
5. Принимать витамины
Витамин В6 и оксид магния могут эффективно бороться с задержкой жидкости в теле человека. Эти элементы помогают работе почек, стимулируя их выводить лишнюю воду и натрий.
Исследования показывают, что эти вещества также очень действенны для облегчения симптомов предменструального синдрома (ПМС), включая удержание воды.
Разумеется, прежде чем начать прием, необходимо проконсультироваться со специалистом, так как их употребление в неверных дозах чревато побочными эффектами, а сами они не сочетаются с некоторыми лекарственными средствами.
6. Время от времени принимать мочегонные средства
Мочегонные средства помогают бороться с умеренной задержкой жидкости. Эти препараты стимулируют частое мочеиспускание, благодаря чему организм и избавляется от лишней воды и натрия.
Однако мочегонные таблетки, порошки и чаи не рекомендуются для длительного использования. Они должны применяться исключительно по назначению врача, так как некорректное их употребление может привести к обезвоживанию или дефициту минералов.
При патологии венозной системы дистрофические изменения могут захватить все ткани нижних конечностей. В этом случае симптомами начинающегося целлюлита могут стать ощущения «тяжелых ног», отеки, особенно в вечерние часы. К сожалению, это состояние которое может сопровождать как пациентов с избыточной массой тела, так и стройных женщин.
Самыми работающими схемами коррекции (ГЛ) являются сочетанные методики. Обычно коррекция начинается с внутрикожного введения сосудистых и дренажных компонентов (артишок, мелилото-рутин, кремний, гинкго билобо, буфломедил) и аппаратный лимфодренаж.
Но важно помнить, чтобы избавить свое тело от «апельсиновой корки», должна быть система: ограничение простых углеводов, адекватная физическая нагрузка, соблюдение питьевого режима.
Факторы риска
причины задержки жидкости в организме
Итак, к основным причинам набора водного веса относятся:
Продукты питания. Ежедневное меню с высоким содержанием натрия и углеводов может привести к задержке жидкости. Этим же чреват недостаток калия и магния.
Менструальный цикл. Естественные гормональные изменения в женском организме могут вызвать накопление воды примерно за неделю до менструации. Если в этот период дама употребляет в пищу много соли и углеводов, жидкость будет продолжать прибывать.
Низкий уровень физической активности. Сидение или стояние в течение долгого времени может ухудшить циркуляцию жидкости по телу. Это заставит воду накапливаться в тканях, что, в свою очередь, приведет к отеку конечностей.
Болезни сердца и почек. Они могут нарушить кровообращение. Это нарушение поспособствует набору воды, что приведет к отеку и лишнему водному весу;
Лекарственные препараты. Удержание жидкости является побочным эффектом многих лекарств – к ним относятся противовоспалительные средства и некоторые оральные контрацептивы. Если какое-либо лекарство вызывает у вас беспокойство, необходимо проконсультироваться с врачом.
Когда нужно обратиться к врачу
Водный вес сам по себе редко становится поводом для беспокойства врачей, но он может являться признаком серьезного заболевания.
Задержка жидкости, которая возникает наряду с кашлем и одышкой, особенно в лежачем положении, может быть признаком сбора жидкости в легких или сердечной недостаточности. Эти проблемы требуют неотложной медицинской помощи.
Даже если отеки не являются значительными и не беспокоят вас, стоит проконсультироваться с врачом, чтобы исключить возможность проблем со здоровьем.
Сокращение потребления соли и углеводов, привычка выпивать не менее двух литров чистой воды в день и регулярные физические нагрузки- все эти способы помогают сбросить водный вес и предотвратить его повторный набор.