Forte hidrostatice pe suprafete curbe inchise

Forte hidrostatice pe suprafete curbe inchise

Consideram o suprafata curba inchisa imersata in totalitate intr-un lichid.

Forta de presiune se poate obtine prin integrare directa pe suprafata inchisa si rezulta:

. (4.19)

Forta de presiune pe o suprafata curba inchisa delimitand un corp imersat intr-un fluid este egala cu greutatea volumului de lichid dezlocuit de corp si indreptata vertical, de jos in sus. Punctul ei de aplicatie se afla in centrul de greutate al volumului corpului

Dupa cum se stie, acesta poarta denumirea de    principiul lui Arhimede.

Se face observatia ca principiul se aplica si in cazul gazelor, dar forta ascensionala (portanta) este neglijabila.

Daca un corp solid este scufundat partial intr-un lichid, principiul lui Arhimede ramane valabil. Forta portanta in acest caz este egala cu volumul lichidului dezlocuit de corp, aflat sub suprafata libera a lichidului (imersat). Acesta se numeste si volum de carena. In cazul general, daca un corp solid liber este introdus intr-un lichid, asupra lui actioneaza doua forte:

greutatea proprie calculata prin produsul dintre greutatea specifica medie a corpului si volumul sau:

; (4.20)

forta portanta (arhimedica) maxima determinata prin produsul dintre greutatea specifica a lichidului si volumul corpului:

. (4.21)

Daca :

, deci , corpul se scufunda;

, deci , corpul pluteste submers (submarin);

, deci , corpul pluteste.

In ultimul caz corpul se ridica la suprafata lichidului si isi creeaza un volum de carena mai mic decat volumul sau, astfel incat sa existe egalitatea:

, (4.22)

de unde se obtine volumul de carena:

. (4.23)

Un astfel de corp se numeste plutitor.