Qu'est-ce qu'un équilibre hydrostatique?
Si une personne voulait savoir combien d'or ou d'autres métaux moins précieux étaient dans une couronne, comme le faisait Archimède, il serait nécessaire de comprendre le principe de l'équilibre hydrostatique ou de l'équilibre hydrostatique; Cela peut être accompli à l'aide d'un équipement de laboratoire qui partage le nom - un équilibre hydrostatique. Essentiellement, cet appareil prend des mesures de poids d'une substance ou d'un objet, comme une pierre précieuse ou un liquide. Il le fait en comparant le poids de l'objet suspendu dans l'air et encore dans l'eau, où, comme le savent les nageurs, les objets semblent être beaucoup plus légers; Cela est dû à la poussée ascendante que l'eau place sur un objet, qui peut également déplacer l'eau de son récipient. L'équipement qui mesure ces caractéristiques ressemble souvent à une échelle mécanique ou électronique avec un navire attaché pour maintenir la substance en question.
pour déterminer les caractéristiques de densité en utilisant un équilibre hydrostatique, une substance est d'abord pesée dans l'air, puis la mêmeLa substance est plongée dans un plus grand navire contenant de l'eau. Ces deux mesures sont comparées et formulées pour décrire la gravité de la substance. La mesure de la gravité indique aux chercheurs des informations vitales sur la densité de l'élément, ou comment une substance ou un objet se comportera sous des pressions variables.
L'équilibre hydrostatique fait souvent référence à la relation entre la gravité et la pression du gaz sur une substance. Les substances éprouvent différentes quantités de pression à différentes profondeurs. Plus la zone est profonde, plus elle supporte la pression de la gravité. Essentiellement, à mesure que la gravité pousse - une augmentation relative - le gradient de pression de la substance augmente également. En termes simples, pour mesurer l'or dans une couronne, il peut être utile de savoir que la force vers le haut de l'eau sur un objet est égale au poids de son fluide déplacé.
Ces forces peuvent interagir avec une substance dans d'autres aspects, comme TemperaturE et surface, générant des pressions ou de l'énergie. L'équilibre hydrostatique peut suspendre les éléments dans d'autres mélanges ainsi que l'eau, afin de mesurer la gravité des substances. Les mesures peuvent également détecter la pureté des substances qui pourraient être mélangées avec d'autres éléments; Par exemple, si une couronne contient des impuretés, ou dans le cas d'Archimède, l'argent, qui a un équilibre hydrostatique mesurablement différent de l'or. Aujourd'hui, la technologie trouve des utilisations dans des applications telles que la gemmologie, l'astrophysique, la géologie et l'atmosphère; Sur des échelles plus grandes, le principe est utilisé pour décrire les caractéristiques des planètes et des étoiles. Dans tous ces contextes, l'équilibre hydrostatique fait référence à la façon dont une substance peut se comporter ou conserver sa forme ou sa composition sous des pressions variables.
Traditionnellement, la technologie d'équilibre hydrostatique reposait sur des équipements mécaniques. Cette technologie était généralement en forme d'équilibre commun: une structure en forme de T supportant deux plats à chaque extrémité. Les différences de poids provoqueraientle rocker pour s'incliner vers l'élément plus lourd.
L'équipement d'équilibre hydrostatique contemporain repose sur la détection électronique exigeante. La technologie peut ressembler à une échelle avec un seul navire suspendu d'une plate-forme électronique. Les instruments peuvent être mis à l'échelle à différentes tailles; Certains sont conçus pour le fonctionnement du benchtop, tandis que d'autres sont des équipements plus grands et autonomes pour gérer les navires plus grands.
Les appareils modernes offrent des sorties numériques et de nombreuses autres lectures de précision. Les capteurs numériques informatisés peuvent signaler non seulement l'équilibre hydrostatique donné d'un élément, mais peuvent également produire des informations calculées supplémentaires. Ces données peuvent inclure des analyses et des comparaisons entre les séries de mesure, ainsi que les conversions unitaires entre les systèmes impériaux ou métriques; pour la sortie prête dans toutes les mesures demandées.