O plūdrumas yra jėga, veikianti objektus, kurie yra iš dalies arba visiškai panardinti skysčių, kaip oras ir vanduo. Trauka yra avektorinė didybėten, išmatuokite niutonai, kuris visada rodo tas patskryptis ir prasmepriešingas iki panardinto kūno svorio. Pagal Archimedo principą plūduriuojanti jėga kūnui yra lygi Svoris skysčio, kuris buvo išstumtas dėl kūno panardinimo.
Pažiūrėktaip pat: Pascalo teorema ir hidraulinių stūmoklių veikimas
traukos apibrėžimas
Trauka yra a jėga kuris atsiranda, kai kuris nors kūnas užima erdvę skysčio viduje. Toks stiprumas priklauso tik nuo skysčio tūris, kuris buvo išstumtas, taip pat skysčio tankis ir vietinis sunkis. Remdamiesi šia informacija, pažvelkime į formulę, naudojamą apskaičiuojant plūduriuojančios jėgos modulį:
IR - trauka (N)
d - skysčio tankis (kg / m³)
V - kūno panardintas tūris arba išstumto skysčio tūris (m³)
Prieš tęsdami keletą traukos pavyzdžių, mes paaiškinsime kiekvieną iš jų didybėsdalyvauja apskaičiuojant trauką. Jei norite gilintis į temą, siūlome susipažinti su mūsų tekstu
Hidrostatikai. Šiame straipsnyje rasite visko, kas svarbiausia šiai fizikos studijų sričiai, apžvalgą.Pažiūrėktaip pat: Viskas, ką reikia žinoti apie bangas
trauka (E)
trauka yra vektorius, todėl norint atlikti tokio dydžio skaičiavimus, būtina taikyti vektoriaus papildymo taisyklės. Be to, kadangi tai yra a jėga, norint išspręsti sudėtingesnius pratimus, reikia, kad galiausiai taikytume Antrasis Niutono dėsnis, kuris teigia, kad grynoji kūno jėga yra lygi jo masės ir pagreičio sandaugai.
Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)
Šis paveikslėlis iliustruoja atvejį, kai kūnas yra visiškai panardintas į skystį, kai veikia svoris ir plūdrumas. ta pačia kryptimi (vertikali), bet priešinga kryptimi, gautą jėgą galima apskaičiuoti pagal skirtumą du:
Iš pateiktos schemos galima pamatyti, kaip plūduriuojantis balansas, tai yra, galima žinoti, ar kūnas nuskęs, ar liks ant vandens:
- Jei kūno svoris yra didesnis už skysčio veikiamą trauką, daiktas nuskęs;
- Jei kūno svoris bus lygus skysčio veikiamai jėgai, objektas išliks pusiausvyroje;
- Jei kūno svoris yra mažesnis už jėgą, objektas nuplauks į skysčio paviršių.
Pažiūrėktaip pat: Kaip kvantinė fizika prisidėjo prie žmonijos?
Skysčio tankis (d)
tankisarba specifinė skysčio masė reiškia medžiagos kiekis skysčio tūrio vienete. Tankis yra a didybėlipti, matuojamas kilogramų vienetu kubiniam metrui (kg / m³), remiantis Tarptautinė matavimo sistema (SI).
Patikrinkite žemiau esančio kūno tankio apskaičiavimo formulę:
Iš pradžių visų kūnų tankis buvo matuojamas kaip gryno vandens tankio funkcija, todėl vandens tankis normaliomis slėgio ir temperatūros sąlygomis (1 atm ir 25 ° C) yra apibrėžtas 1.000 kg / m³.
Nors skaičiavimams naudojame SI vienetus, skysčių tankiui tai būdinga yra išreikštas kitais vienetais, todėl žemiau esančiame paveikslėlyje pateikiame susietą schemą prie pagrindiniai tankio matavimo vienetai ir santykiai tarp jų ir standartinio vieneto:
Pastebėtame paveikslėlyje pateikiame dažniausiai skysčio tankio vienetus, tačiau galite susidurti su kitais vienetais, tokiu atveju turite žinoti, kaip naudotis tarptautinių vienetų sistemos priešdėliaitaip pat atlikti apimties konversijų.
Pažiūrėktaip pat:Ar šaltas vanduo padeda numesti svorį?
Sunkumas (g)
sunkumas yra pagreitis kad Žemės masė veikia visus kūnus kurie yra aplink tave. Jūros lygyje gravitacija „da Terra“ intensyvumas yra 9,81 m / s², tačiau daugumoje pratimų ši priemonė naudojama suapvalinti iki 10 m / s², nepamirškite naudoti sunkio jėgos, kaip reikalaujama pratimas.
Išstumtas skysčio tūris arba kūno tūris (V)
Traukos formulėje esantis tūrio dydis yra susijęs su tūrio dydžiu kūno tūris yra įdėtas į skystį, arba į išstumto skysčio tūris. Atitinkamo kūno tūris turi būti matuojamas kubiniais metrais (m³).
Archimedo principas
Remiantis spėlionėmis, Archimedo principas buvo sukurtas, kai vieną dieną graikų matematikas tai suprato, kai pateko į pilną vonią vandens, iš vonios iškrenta didelis skysčio kiekis - tas pats tūris, kurį užėmė ir jūsų kūnas. Po šio stebėjimo Archimedas padarė išvadą, kad nuo vonios iškritusio vandens masė ir dėl to svoris nebuvo lygūs jo svoriui ir masei ir kad šis skirtumas paaiškintų kodėl kūnai plaukia.
Tada teigiama, kad:
„Kai bet koks kūnas įterpiamas į skystį, ant kūno atsiranda vertikali ir aukštyn plūduriuojanti jėga. Ši jėga yra lygi išstumto skysčio svoriui "
svyravimų atvejai
Norint nuspėti, ar šis kūnas, galima palyginti skysčio ir panirusio kūno tankius paskęs, plauks ar likti pusiausvyra. Patikrinkime šias situacijas:
→ skęstantis kūnas: jei skystyje panardintas daiktas nugrimzta, galima daryti išvadą, kad jo tankis yra didesnis nei skysčio tankis, panašiai, mes sakome, kad jo svoris yra didesnis už skysčio jėgą.
→ Kūnas pusiausvyroje: jei ant skysčio uždėtas kūnas išlieka pusiausvyroje, tai yra sustoja, galime pasakyti kūno ir skysčio tankis yra vienodas, taip pat jo svoris ir trauka.
→ Plaukiojantis kūnas: kai kūnas plūduriuoja, išleistas į skystį, jo įtaka yra didesnė už jo svorį, todėl galime sakyti, kad šio kūno tankis yra mažesnis nei skysčio tankis kur jis atsiduria.
Taip pat žiūrėkite: Ar nuolatinis mobiliojo telefono naudojimas gali pakenkti jūsų sveikatai? Sužinok!
tariamas svoris
Jūs tikriausiai pastebėjote, kad kai kurie kūnai atrodo lengvesni, nei yra iš tikrųjų, jei jie būtų dedami į vandenį. Taip yra todėl, kad panardinus, be svorio, turime ir plūdrumas vaidyba. Šių dviejų jėgų skirtumas žinomas kaip tariamasis svoris.
Atkreipkite dėmesį, kad jei svoris ir trauka yra vienodo dydžio, tariamasis kūno svoris bus nulinis, tai yra, esant tokiai būklei, tarsi objektas neturėtų jokio svorio ir todėl jis bus sustojo apie skystį.
Plūdrumo pavyzdžiai
Peržiūrėkite keletą situacijų, kai ekspresyviai veikia plūduriuojanti jėga, pavyzdžių:
- Kadangi jis yra mažiau tankus nei skystas vanduo, ledas linkęs plaukti;
- Vandens garai ir karštas oras linkę kilti, nes kai jie yra karštesni, jie užima daugiau vietos, todėl jų tankis yra mažesnis nei šalto oro tankis;
- Šampano burbuliukai susideda iš anglies dvideginis, kurios yra daug kartų mažiau tankios dujos nei vanduo, todėl atidarius šampano butelį šie burbuliukai smarkiai išstumiami iš skysčio;
- Plūduriuojantys vakarėlių balionai tai daro dėl atmosferos oro plūdrumo, nes jie užpildyti mažiau tankiomis nei atmosferos dujomis, pavyzdžiui, helio dujomis.
sprendė pratimus
Klausimas 1-(Priešas 2011) Atliekant eksperimentą, siekiant nustatyti vandens tankį ežere, kai kurios medžiagos buvo naudojamos pagal iliustruotas: dinamometras D, kurio gradacija yra nuo 0 N iki 50 N, ir masyvus bei vienalytis kubas, kurio kraštas yra 10 cm ir masė 3 kg. Iš pradžių buvo tikrinamas dinamometro kalibravimas, patikrinant 30 N rodmenis, kai kubas buvo pritvirtintas prie dinamometro ir pakabintas ore. Panardinant kubą ežero vandenyje, kol pusė jo tūrio nebus panardinta, dinamometre buvo užfiksuotas 24 N rodmuo.
Atsižvelgiant į tai, kad vietinis sunkio pagreitis yra 10 m / s², ežero vandens tankis, kg / m³, yra:
a) 0,6
b) 1.2
c) 1.5
d) 2.4
e) 4.8
Rezoliucija
B alternatyva.
Pirma, būtina suvokti, kad dinamometre užfiksuotas „svorio“ skirtumas reiškia ežero vandens veikiamą plūduriuojančią jėgą, kuri šiuo atveju buvo lygi 6 N. Po to mes galime pritaikyti plūdrumo formulę, naudodamiesi pratimo pateiktais duomenimis, stebėkite skaičiavimą:
Norėdami atlikti aukščiau pateiktą skaičiavimą, kubo tūrį kubiniais centimetrais turėjome konvertuoti į kubinius metrus.
2 klausimas -(2010 m. Priešas) Atliekant klubo statybos darbus, grupė darbuotojų turėjo pašalinti masyvią geležinę skulptūrą, pastatytą tuščio baseino apačioje. Penki darbuotojai prie skulptūros pririšo virves ir bandė ją patraukti, nesėkmingai. Jei baseinas bus pripildytas vandens, darbuotojams bus lengviau pašalinti skulptūrą:
a) sklandys skulptūra. Tokiu būdu vyrams nereikės įtempti, kad skulptūra būtų pašalinta iš apačios.
b) skulptūra bus lengvesnio svorio, tokiu būdu jėgos, reikalingos skulptūrai pakelti, intensyvumas bus mažesnis.
c) vanduo paveiks skulptūrą jėgą proporcingai jos masei ir aukštyn. Ši jėga bus pridėta prie jėgos, kurią darbininkai panaikins skulptūros svorio jėgos veikimą.
d) vanduo paveiks skulptūrą jėga žemyn, o iš baseino dugno ji gaus jėgą į viršų. Ši jėga padės atsverti svorio jėgos poveikį skulptūrai.
e) vanduo paveiks skulptūrą jėgą proporcingai jos apimčiai ir į viršų. Ši jėga papildys jėgą, kurią daro darbuotojai, ir gali sukelti didesnę jėgą nei skulptūros svoris.
Rezoliucija
Alternatyvi el. Kai baseinas bus pripildytas vandens, plūduriuojanti jėga paveiks jį vertikalia ir aukštyn kryptimi, taigi jis bus „lengvesnis“ ir bus lengviau pašalinamas iš baseino dugno.
Autorius Rafaelis Hellerbrockas
Fizikos mokytoja
