työntövoima on pakottaa nesteen kohdistumaan vedenalaiseen kappaleeseen. Tällä voimalla on pystysuunta ja ylöspäin suuntautuva voima ja se vastaa kohteen syrjäyttämän nestemäärän painoa.
Tämän voiman olemassaolo selittää vesistöjen, kuten suurten jäävuorien tai alusten, kelluvuuden ja myös tunteen, että vedessä olevat esineet näyttävät olevan kevyempiä kuin ne todella ovat.
Tämän ilmiön selitti ensin kreikkalainen fyysikko Archimedes (287 a. C - 212 a. C), jonka kuningas oli määrännyt tarkistamaan, onko hänen kruununsa valmistettu puhtaasta kullasta vai onko muita elementtejä sekoitettu yhteen. Tästä syystä työntövoimaa kutsutaan myös Archimedeksen periaate.
Katso tämän periaatteen lausunto:
Jokaisella nesteeseen upotetulla ruumiilla on kelluvuudeksi kutsuttu voima, joka vastaa syrjäytetyn nesteen tilavuuden painoa.
Joidenkin kertomusten mukaan Archimedes kävi kylvyssä, kun hän päätyi siihen tulokseen, että vesi vaikutti voimaan hänen kehoonsa. Tehtyään tämän löydön fyysikko meni huutamaan kaduilla "eureka, eureka!", joka kreikaksi tarkoittaa "löydetty".
tietää enemmän Eureka.
Kuinka työntövoima tapahtuu?
Kun ruumis on veden alla, neste painostaa sitä. Pohjaan kohdistuva paine on aina suurempi kuin yläosaan kohdistuva paine, koska mitä suurempi syvyys, sitä suurempi paine. Katso alla oleva kuva:
Joten meidän on työntövoima on seurausta paineen erosta kohteen pohjan ja yläosan välillä. ja se tapahtuu alhaalta ylöspäin veden alla olevan kohonnut paineen lisääntyessä.
työntövoiman kaava
Työntövoiman arvo on yhtä suuri kuin syrjäytetyn nesteen tilavuuden paino:
E = PDES
Ottaen huomioon, että paino on yhtä suuri kuin massan ja painovoiman tulo (P = m.g), meillä on:
E = mDES. g
Tiheys on massan ja tilavuuden suhde (d = m / v), kelluvuuskaava on:
E = dF. VDES. g
Missä:
- E = työntövoima
- dF = nesteen tiheys (kg / m3)
- VFD = syrjäytetyn nesteen tilavuus (m3)
- g = painovoiman kiihtyvyys (m / s2)
Tästä kaavasta voidaan päätellä, että kelluvuus riippuu nesteen tiheydestä, syrjäytetyn nesteen tilavuudesta ja painovoiman aiheuttamasta kiihtyvyydestä.
Vaikka paine on suurempi syvyyden kasvaessa, kelluvuus ei kasva, kun esine liikkuu kauemmas pohjaan, tämä johtuu siitä, että paine kohteen pohjaan ja yläosaan kasvaa samalla mitalla.
Ymmärrä myös, mitä he ovat äänenvoimakkuuden mittaukset.
näennäinen paino
Kun ruumis upotetaan nesteeseen, siihen vaikuttaa kaksi voimaa: paino ja kelluvuus. Paino on voima, joka kohdistuu pystysuunnassa ja ylhäältä alas. Kelluvuus on pystysuunnassa alhaalta ylöspäin kohdistuva voima.
Näiden kahden voiman vaikutus saa nesteeseen upotetun ruumiin painon näyttämään pienemmältä, jota kutsumme näennäiseksi painoksi. Näennäinen paino lasketaan vähentämällä työntövoima todellisesta painosta:
PTHE = P - E
Kelluvat elimet
Tiheys on ominaisuus, jonka avulla kappaleet voivat kellua tai upota, katso mahdollisuuksia:
- Kehon tiheys suurempi kuin nestetiheys: ruumis uppoaa.
- Kehon tiheys pienempi kuin nestetiheys: ruumis kelluu.
- Kehon tiheys yhtä suuri kuin nesteen tiheys: ruumis on upotettu ja tasapainossa.
Huomaa: On tärkeää huomata, että kelluvuus riippuu nestetiheydestä, ei esineiden tiheydestä.
tietää enemmän tiheys.
jäävuoria
Jäävuorien vaihtelu on mielenkiintoinen ilmiö erilaisten tiheyksien ymmärtämiseksi. Jää kelluu vedessä sen pienemmän tiheyden vuoksi kuin nestemäinen vesi. Nestemäisessä tilassa meriveden tiheys on 1,03 kg / l ja jää on 0,92 kg / l.
Koska tiheyden välinen ero on pieni, suurin osa jäävuoresta jää veden alle, vain noin 10% sen ruumiista on vedestä.
Katso myös Newtonin lait, vahvuus ja jäävuori.
