Представьте цилиндрическую пробку на дне сосуда и столб воды над ней. Остальную воду в сосуде можно не рассматривать. Тогда у столба воды высотой H потенциальная энергия - Mg(H/2+h), а у пробки высотой h - mg(h/2). Если их каким-то образом поменять местами, получим у столба воды потенциальная энергия Mg(H/2), а у пробки - mg(H+h/2). Нетрудно убедиться, что для пробки с плотностью ниже плотности воды вторая конфигурация обладает меньшей энергией (хотя это и не конечное состояние - конечное состояние будет с некоторым объёмом пробки всё-таки под водой, так что, её потенциальная энергия будет не ровно mg(H+h/2)), поэтому гравитация выполнит перемещение столба воды вниз, тем самым вытесняя менее плотную пробку вверх; это возможно только потому, что вода не имеет формы и может перетекать. Этот процесс мы описываем с помощью силы Архимеда в честь человека, который смог его объяснить, не имея понятия ни о Ньютоновской механике, ни о законах сохранения.
Более того, пробка ещё и всплывёт, и это тоже можно объяснить изменением потенциальной энергии. Порисуйте, будет понятнее. Например, "равновесным" является состояние, когда масса пробки делённая на объём подводной части равна плотности воды - привет, Архимед. Грубо говоря, силе тяжести становится всё равно, кто выше, а кто ниже - пробка или вода. Но при отклонении от этого состояния масса пробки остаётся той же, но её "объём" меняется - естественно, речь об объёме подводной части, т.к. объём надводной части не взаимодействует с водой.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png)
timeasmymeasure
no subject
Date: 2014-12-16 03:03 pm (UTC)Представьте цилиндрическую пробку на дне сосуда и столб воды над ней. Остальную воду в сосуде можно не рассматривать. Тогда у столба воды высотой H потенциальная энергия - Mg(H/2+h), а у пробки высотой h - mg(h/2). Если их каким-то образом поменять местами, получим у столба воды потенциальная энергия Mg(H/2), а у пробки - mg(H+h/2). Нетрудно убедиться, что для пробки с плотностью ниже плотности воды вторая конфигурация обладает меньшей энергией (хотя это и не конечное состояние - конечное состояние будет с некоторым объёмом пробки всё-таки под водой, так что, её потенциальная энергия будет не ровно mg(H+h/2)), поэтому гравитация выполнит перемещение столба воды вниз, тем самым вытесняя менее плотную пробку вверх; это возможно только потому, что вода не имеет формы и может перетекать. Этот процесс мы описываем с помощью силы Архимеда в честь человека, который смог его объяснить, не имея понятия ни о Ньютоновской механике, ни о законах сохранения.
Более того, пробка ещё и всплывёт, и это тоже можно объяснить изменением потенциальной энергии. Порисуйте, будет понятнее. Например, "равновесным" является состояние, когда масса пробки делённая на объём подводной части равна плотности воды - привет, Архимед. Грубо говоря, силе тяжести становится всё равно, кто выше, а кто ниже - пробка или вода. Но при отклонении от этого состояния масса пробки остаётся той же, но её "объём" меняется - естественно, речь об объёме подводной части, т.к. объём надводной части не взаимодействует с водой.