O uzgon je sila koja djeluje na predmete koji su djelomično ili potpuno uronjeni u tekućine, poput zraka i vode. Potisak je avektorska veličinatamo, izmjerite u njutni, što uvijek upućuje na istismjer i u osjećajsuprotan na težinu uronjenog tijela. Prema Arhimedovom principu, uzlazna sila na tijelu ima veličinu jednaku Težina tekućine koja je istisnuta uslijed uronjenosti tijela.
Izgledtakođer: Pascalov teorem i funkcioniranje hidrauličnih klipova
definicija potiska
Potisak je a snaga koja nastaje kad neko tijelo zauzima prostor unutar tekućine. Takva snaga ovisi isključivo o volumen tekućine koja je istisnuta, kao i gustoća fluida i lokalna gravitacija. Na temelju ovih podataka, pogledajmo formulu koja se koristi za izračunavanje modula uzlazne sile:
I - potisak (N)
d - gustoća fluida (kg / m³)
V - volumen uronjen u tijelo ili pomak tekućine (m³)
Prije nego što nastavimo s nekim primjerima potiska, objasnit ćemo svaki od njih veličineuključeni u proračunu potiska. Ako želite dublje ući u temu, predlažemo da pogledate naš tekst dalje
Hidrosatatika. U ovom ćete članku pronaći pregled svega što je najvažnije za ovo područje studija fizike.Izgledtakođer: Sve što trebate znati o valovima
potisak (E)
potisak je vektorStoga je za izračun s ovom veličinom potrebno primijeniti pravila dodavanja vektora. Nadalje, jer je a snaga, rješavanje složenijih vježbi zahtijeva da na kraju primijenimo Newtonov drugi zakon, koji tvrdi da je neto sila na tijelo jednaka umnošku njegove mase i ubrzanja.
Sljedeća slika ilustrira slučaj kada je tijelo u potpunosti uronjeno u tekućinu, jer djeluju težina i uzgon. u istom smjeru (okomito), ali u suprotnim smjerovima, rezultirajuća sila može se izračunati razlikom od dva:
Iz prikazane sheme moguće je vidjeti kako se plutajuća ravnoteža, odnosno moguće je znati hoće li tijelo potonuti ili ostati na površini:
- Ako je težina tijela veća od potiska koji tekućina vrši, objekt će potonuti;
- Ako je težina tijela jednaka potisku tekućine, objekt će ostati u ravnoteži;
- Ako je tjelesna težina manja od potiska, predmet će isplivati na površinu tekućine.
Izgledtakođer: Kako je kvantna fizika doprinijela čovječanstvu?
Gustoća tekućine (d)
THE gustoća, ili specifična masa tekućine, odnosi se na količina materije po jedinici volumena tekućine. Gustoća je a veličinapenjati se, mjereno u jedinici kilograma po kubičnom metru (kg / m³), prema Međunarodni mjerni sustav (SI).
Provjerite formulu koja se koristi za izračunavanje gustoće tijela ispod:
Izvorno je gustoća svih tijela mjerena u ovisnosti o gustoći čiste vode, pa je gustoća vode pod normalnim uvjetima tlaka i temperature (1 atm i 25 ° C) definirana u 1.000 kg / m³.
Iako za izračun koristimo SI jedinice, uobičajeno je za gustoću tekućine je izražen u drugim jedinicama, pa na donjoj slici predstavljamo shemu koja se odnosi na glavne jedinice za mjerenje gustoće i odnosi između njih i standardne jedinice:
Na promatranoj slici predstavljamo najčešće jedinice gustoće tekućine, međutim, možete naići na druge jedinice, u tom slučaju trebate znati kako koristiti prefiksi međunarodnih jedinicakao i izvoditi pretvorbe volumena.
Izgledtakođer:Pomaže li vam hladna voda u mršavljenju?
Ozbiljnost (g)
gravitacija je ubrzanje koje Zemljina masa vrši na sva tijela koji su oko vas. Na razini mora gravitacija da Terra ima intenzitet 9,81 m / s², međutim, većina vježbi koristi ovu mjeru zaokruženo na 10 m / s², ne zaboravite iskoristiti gravitaciju kako zahtijeva izjava vježbati.
Izmjenjeni volumen tekućine ili tjelesni volumen (V)
Veličina volumena sadržana u formuli potiska povezana je s količinom tjelesni volumen ugrađen je u tekućinu, Ili do istisnuti volumen tekućine. Volumen predmetnog tijela mora se mjeriti u kubnim metrima (m³).
Arhimedov princip
Prema nagađanjima, Arhimedov princip je razvijen kada je, jednog dana, grčki matematičar to shvatio kad je ušao u svoju kadu punu vode, velika količina tekućine ispadne iz kade - isti volumen koji je zauzela vaša tijelo. Nakon ovog opažanja, Arhimed je zaključio da masa i, posljedično, težina vode koja je pala iz kade nisu jednaki njezinoj težini i masi i da će ta razlika objasniti zašto tijela plutaju.
Zatim se navodi da:
„Kada se bilo koje tijelo ubaci u tekućinu, na tijelu se pojavi vertikalna i uzlazna sila koja raste. Ova sila jednaka je težini istisnute tekućine "
slučajevi fluktuacije
Moguće je usporediti gustoće tekućine i potopljenog tijela kako bi se predvidjelo da li to tijelo će potonuti, plutat će ili ostati unutra ravnoteža. Provjerimo ove situacije:
→ tijelo koje tone: ako objekt uronjen u tekućinu potone, može se zaključiti da njegova gustoća je veća od gustoće tekućine, slično, kažemo da je njegova težina veća od potiska koji vrši tekućina.
→ Tijelo u ravnoteži: ako tijelo smješteno na tekućinu ostane u ravnoteži, odnosno zaustavljeno, to možemo reći gustoće tijela i tekućine jednake su, kao i njegova težina i potisak.
→ Plutajuće tijelo: kada tijelo pluta, ako se pusti u tekućinu, potisak na njega veći je od njegove težine, pa možemo reći da gustoća ovog tijela manja je od gustoće tekućine gdje se nađe.
Pogledajte i: Može li vam stalno korištenje mobitela naštetiti zdravlju? Otkrij!
prividna težina
Vjerojatno ste primijetili da neka tijela izgledaju svjetlije nego što zapravo jesu ako se stave u vodu. To je zato što, kada smo uronjeni, pored težine, imamo i uzgon gluma. Razlika između ove dvije sile poznata je kao prividna težina.
Imajte na umu da ako težina i potisak imaju jednaku veličinu, prividna težina tijela bit će nula, to jest, u ovom je stanju kao da objekt uopće nema težinu i prema tome, bit će zaustavio o tekućini.
Primjeri uzgona
Pogledajte neke primjere situacija u kojima postoji izrazita izvedba uzlazne sile:
- Budući da je manje gust od tekuće vode, led ima tendenciju plutanja;
- Vodena para i vrući zrak imaju tendenciju porasta, jer kad su vrući, zauzimaju više prostora, čineći njihovu gustoću manjom od one hladnog zraka;
- Sastoje se od mjehurića šampanjca ugljični dioksid, koji je plin višestruko manje gust od vode, pa kad otvorite bocu šampanjca, ovi se mjehurići nasilno istjeruju iz tekućine;
- Baloni s plutajućom stranom to čine zbog uzgona atmosferskog zraka, jer su ispunjeni plinovima manje gustim od atmosferskih plinova, poput helija.
riješene vježbe
Pitanje 1-(Enem 2011) U eksperimentu provedenom za određivanje gustoće vode u jezeru korišteni su neki materijali prema ilustrirano: dinamometar D s stupnjevanjem od 0 N do 50 N i masivna i homogena kocka s rubom od 10 cm i 3 kg mase. U početku je provjerena kalibracija dinamometra, provjeravajući očitanje od 30 N kad je kocka bila pričvršćena na dinamometar i ovješena u zraku. Potapanjem kocke u jezersku vodu, sve dok nije potopljena polovina volumena, na dinamometru je zabilježeno očitavanje 24 N.
S obzirom da je lokalno gravitacijsko ubrzanje 10 m / s², gustoća jezerske vode, u kg / m³, iznosi:
a) 0,6
b) 1.2
c) 1.5
d) 2.4
e) 4.8
Razlučivost
Alternativa b.
Prvo, potrebno je shvatiti da se razlika u "težini" zabilježenoj na dinamometru odnosi na uzlaznu silu koju vrši jezerska voda, koja je u ovom slučaju bila jednaka 6 N. Nakon toga možemo primijeniti formulu uzgona, koristeći podatke dobivene vježbom, promatrati izračun:
Da bismo napravili gornji izračun, morali smo volumen kocke u kubnim centimetrima pretvoriti u kubične metre.
Pitanje 2 -(Enem 2010) Tijekom građevinskih radova na klubu, skupina radnika morala je ukloniti masivnu željeznu skulpturu postavljenu na dnu praznog bazena. Petorica radnika privezala su konope za skulpturu i pokušala je povući, bez uspjeha. Ako je bazen napunjen vodom, radnicima će biti lakše ukloniti skulpturu kao:
a) skulptura će plutati. Na taj se način muškarci neće trebati naprezati kako bi skinuli skulpturu s dna.
b) skulptura će biti lakša, a na taj će način intenzitet sile potrebne za podizanje skulpture biti manji.
c) voda će na skulpturu vršiti silu proporcionalnu njezinoj masi i prema gore. Ta će sila biti dodana sili koju radnici koriste za poništavanje djelovanja sile težine skulpture.
d) voda će vršiti silaznu silu na skulpturu i primat će silaznu silu s dna bazena. Ova sila pomoći će u suzbijanju djelovanja sile utega na skulpturu.
e) voda će vršiti silu na skulpturu proporcionalnu njezinu volumenu i prema gore. Ova sila će dodati silu koju radnici vrše i može rezultirati silom prema gore koja je veća od težine skulpture.
Razlučivost
Alternativa e. Kad se bazen napuni vodom, na njega će djelovati uzgonska sila, u okomitom i prema gore, tako da će biti "lakši" i lakše će se ukloniti s dna bazena.
Napisao Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike