Arkhimedeen laki

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Arkhimedeen laki

Kreikkalainen Arkhimedes (287–212 eaa.) keksi nostetta koskevan lainalaisuuden, jota kutsutaan hänen mukaansa Arkhimedeen laiksi:

Jos kappale on upotettu fluidiin, fluidi kohdistaa kappaleeseen ylöspäin työntävän voiman, joka on yhtä suuri kuin kappaleen syrjäyttämän fluidimäärän paino.[1]

Matemaattisesti Arkhimedeen lain mukainen voima voidaan esittää muodossa

F_B = \rho_{neste} \cdot V_{upotettu} \cdot g,

jossa \scriptstyle \rho_{neste} on nesteen tai kaasun tiheys (kg/m³), \scriptstyle V_{upotettu} on kappaleen tilavuus (m³) ja \scriptstyle g on putoamiskiihtyvyys (maan pinnalla noin 9,81 m/s²).

Sovellutuksia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Arkhimedeen lakia voidaan hyödyntää kappaleiden tilavuuksien ja tiheyksien mittaamisessa sekä tätä kautta myös aineiden, esimerkiksi kullan, puhtauden mittauksessa.

Tarinan mukaan Arkhimedes paljasti nosteen avulla, että kuninkaan kultaseppä oli korvannut kuninkaan kultaisen kruunun sisuksen hopealla. Paljastus oli mahdollinen, koska kullalla ja hopealla on eri tiheydet.

Punnitsemalla kruunu ilmassa ja sitten veteen upotettuna voidaan näiden painojen erotuksena määrittää syrjäytetyn vesimäärän paino. Tekemällä sama punnitus kultakappaleelle, voidaan määrittää kullan painon suhde kultakappaleen syrjäyttämän veden painoon. Jos tämä suhde on sama kuin kruunun ja sen syrjäyttämän vesimäärän painojen suhde, ovat kappaleiden tiheydet samat, eli kruunu on kultaa. Jos suhde on eri, on kruunu jotain muuta ainetta, esimerkiksi hopeaa.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Nicholas Giordano: College Physics: Reasoning and Relationships, s. 324. Cengage Learning, 2009. ISBN 9780534424718. (englanniksi)
  • S. Hassi, J. Hatakka, H. Saarikko, J. Valjakka, Lukion fysiikka: Vuorovaikutus, 1.-3. painos, WSOY 1999.