Quvvat kuchi - bu tortishish kuchiga qarama -qarshi bo'lgan kuch bo'lib, u suyuqlikka tushgan barcha jismlarga ta'sir qiladi. Agar biror narsa suyuqlikka joylashtirilsa, jismning massasi suyuqlikka (suyuqlik yoki gaz) bosiladi, suzuvchi kuch esa jismni tortish kuchiga itaradi. Umuman olganda, bu ko'tarilish kuchini tenglama bilan hisoblash mumkin Fa = V.t × × g, F bilana ko'taruvchi kuchdir, V.t suv ostidagi jismning hajmi, suyuqlikning zichligi, g - tortish kuchi. Ob'ektning suzuvchanligini qanday aniqlashni bilish uchun, boshlash uchun quyidagi 1 -qadamga qarang.
Qadam
2 -ning 1 -usuli: suzish tenglamasidan foydalanish
Qadam 1. Ob'ektning suv osti qismining hajmini toping
Ob'ektga ta'sir qiladigan suzuvchi kuch suv ostidagi ob'ekt hajmiga mutanosib. Boshqacha qilib aytganda, jismning suv ostidagi qattiq qismi qanchalik katta bo'lsa, jismga ta'sir etuvchi harakat kuchi shunchalik katta bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, suyuqlikka cho'mgan jismlar jismni yuqoriga suradigan ko'taruvchi kuchga ega. Ob'ektga ta'sir etuvchi kuchni hisoblashni boshlash uchun, birinchi navbatda, suyuqlikka tushgan jismning hajmini aniqlash kerak. Suzish tenglamasi uchun bu qiymat metrda bo'lishi kerak3.
- Suyuqlikka batamom botgan jism uchun suv osti hajmi uning hajmiga teng. Suyuqlik yuzasi ustida suzuvchi jismlar uchun faqat sirt ostidagi hajm hisoblab chiqiladi.
- Misol uchun, biz suv ustida suzuvchi rezina to'pga ta'sir etuvchi ko'taruvchi kuchni topmoqchimiz. Agar kauchuk shar diametri 1 m bo'lgan mukammal shar bo'lsa va uning yarmi suv ostida qolgan bo'lsa, biz sharning umumiy hajmini topib, ikkiga bo'lish orqali suv osti qismining hajmini topishimiz mumkin. Sfera hajmi (4/3) (radius) bo'lgani uchun3, biz bilamizki, bizning sohamiz hajmi (4/3) π (0, 5)3 = 0,524 metr3. 0, 524/2 = 0,262 metr3 cho'kmoq.
2 -qadam. Suyuqligingizning zichligini toping
Quvvatni aniqlash jarayonida keyingi qadam - zichlikni aniqlash (kilogramm/metrda)3) ob'ekt botiriladigan suyuqlikning. Zichlik - bu ob'ekt yoki moddaning massasini uning hajmiga nisbatan o'lchovidir. Agar bir xil hajmli ikkita ob'ekt berilsa, zichligi katta bo'lgan ob'ekt ko'proq massaga ega bo'ladi. Qoidaga ko'ra, ob'ekt suv ostida qolgan suyuqlikning zichligi qanchalik katta bo'lsa, ko'tarilish kuchi shuncha katta bo'ladi. Suyuqlik bilan, odatda, zichlikni aniqlashning eng oson usuli - uni mos yozuvlar materialidan qidirish.
- Bizning misolimizda, to'pimiz suvda suzadi. Akademik manbalarga qarab, suvning zichligi taxminan. 1000 kilogramm/metr3.
- Boshqa keng qo'llaniladigan suyuqlik zichligi muhandislik manbalarida keltirilgan. Ro'yxatlardan birini bu erda topishingiz mumkin.
3 -qadam. Og'irlik kuchini (yoki boshqa pastga tushuvchi kuchni) toping
Jism cho'kib ketadimi yoki suyuqlikda suzadimi, har doim tortishish kuchiga ega. Haqiqiy dunyoda pastga tushuvchi kuch doimiysi ga teng 9,81 nyuton/kilogramm. Ammo, boshqa kuchlar, masalan, markazdan qochuvchi kuch, suyuqlikka va uning ostiga tushgan narsaga ta'sir qiladigan holatlarda, butun tizim uchun aniq pastga tushuvchi kuchni aniqlash uchun bu kuchni ham hisobga olish kerak.
- Bizning misolimizda biz oddiy, statik tizim bilan ishlayapmiz, shuning uchun suyuqliklar va narsalarga ta'sir etuvchi yagona pastga tortuvchi kuch - umumiy tortishish kuchi - 9,81 nyuton/kilogramm.
- Ammo, chelak suvda suzayotgan to'pimiz aylana shaklida gorizontal yo'nalishda katta tezlikda aylansa -chi? Bu holda, chelak suv va to'p to'kilmasligi uchun etarlicha tez aylantirilgan deb hisoblasak, bu holatda pastga tushadigan kuch Yerning tortishish kuchi bilan emas, balki chelakning tebranishi natijasida hosil bo'lgan markazdan qochma kuchdan kelib chiqadi.
Qadam 4. Ovozni × zichligi × tortish kuchini ko'paytiring
Agar sizda ob'ektingizning tovush qiymati bo'lsa (metrda)3), suyuqligingizning zichligi (kilogramm/metrda)3) va tortish kuchi (sizning tizimingizda pastga tushadigan kuch), shuning uchun suzuvchanlikni topish juda oson. Nyutonlarda ko'tarilish kuchini topish uchun ushbu uchta qiymatni ko'paytiring.
Keling, misol muammomizni F tenglamasiga o'z qadriyatlarimizni qo'shib hal qilaylika = V.t × × g. Fa = 0,262 metr3 × 1000 kilogramm/metr3 × 9,81 nyuton/kilogramm = 2570 nyuton.
5 -qadam. Ob'ektning suzish kuchini tortishish kuchi bilan solishtirib, uning suzayotganligini ko'ring
Suzish tenglamasidan foydalanib, jismni suyuqlikdan yuqoriga va tashqariga chiqaradigan kuchni topish oson. Biroq, bir oz qo'shimcha harakat bilan, ob'ekt suzib ketishini yoki cho'kib ketishini ham aniqlash mumkin. Butun ob'ekt uchun ko'tarilish kuchini toping (boshqacha qilib aytganda, V qiymati uchun butun hajmdan foydalaning)t), keyin G = (ob'ekt massasi) (9,81 metr/soniya) tenglama bilan uni pastga tortadigan tortish kuchini toping.2). Agar suzuvchi kuch tortish kuchidan katta bo'lsa, ob'ekt suzadi. Boshqa tomondan, agar tortishish kuchi suzuvchi kuchdan katta bo'lsa, ob'ekt cho'kib ketadi. Agar kattaliklar bir xil bo'lsa, ob'ekt suzadi, deyiladi.
-
Masalan, massasi 20 kilogramm, diametri 0,75 m, balandligi 1,25 m bo'lgan yog'och silindrsimon bochka suvda suzib yuradimi yoki yo'qligini bilmoqchimiz. Bu muammo bir necha bosqichlardan foydalanadi:
- Biz V = (radius) silindr hajmining formulasi bilan hajmni topishimiz mumkin.2(baland). V = (0, 375)2(1, 25) = 0,55 metr3.
- Keyinchalik, tortishish kuchi oddiy va oddiy zichlikdagi suv deb hisoblasak, bochkaning ko'tarilish kuchini topamiz. 0,55 metr3 × 1000 kilogramm/metr3 × 9,81 nyuton/kilogramm = 5,395, 5 nyuton.
- Endi biz barrelning tortish kuchini topishimiz kerak. G = (20 kg) (9,81 metr/soniya)2) = 196.2 nyuton. Bu kuch ko'tarilish kuchidan kam, shuning uchun barrel suzadi.
Qadam 6. Agar sizning suyuqligingiz gaz bo'lsa, xuddi shunday yondashuvdan foydalaning
Suzish muammosi ustida ishlayotganda, ob'ekt suv ostida qolgan suyuqlik suyuqlik bo'lishi shart emasligini unutmang. Gazlar ham suyuqlikdir va gazlar boshqa moddalarga qaraganda juda past zichlikka ega bo'lsa -da, ular baribir gazda suzuvchi jismlarning ma'lum massalarini ushlab turishi mumkin. Oddiy geliy baloni buning isboti. Balondagi gaz atrofdagi suyuqlikka (atrof -muhit havosiga) nisbatan zichroq bo'lgani uchun, balon suzadi!
2 -usul 2: oddiy suzish tajribasini bajarish
Qadam 1. Kichkina piyola yoki chashka kattaroq idishga joylashtiring
Ba'zi uy -ro'zg'or buyumlarida tajribada suzish printsiplarini ko'rish oson! Bu oddiy tajribada biz suv ostiga tushgan jismning ko'tarilish kuchini boshdan kechirayotganini ko'rsatamiz, chunki u suv ostidagi ob'ekt hajmiga teng bo'lgan suyuqlik hajmini o'zgartiradi. Shunday qilib, biz ushbu tajriba yordamida jismning ko'tarilish kuchini topishning amaliy usulini ham ko'rsatamiz. Boshlash uchun, idish yoki chashka kabi kichik, ochiq idishni katta idishga, masalan, katta piyola yoki chelakka joylashtiring.
Qadam 2. Kichkina idishni oxirigacha to'ldiring
Keyin kichikroq ichki idishni suv bilan to'ldiring. Siz suvning to'kilmasdan idishga qadar baland bo'lishini xohlaysiz. Bu erda ehtiyot bo'ling! Agar siz suv to'kib tashlasangiz, yana urinishdan oldin katta idishni bo'shating.
- Ushbu tajriba uchun suvning umumiy zichligi 1000 kilogramm/metrga teng deb taxmin qilish mumkin3. Agar siz dengiz suvini yoki umuman boshqa suyuqlikni ishlatmasangiz, suvning aksariyat turlari bu mos yozuvlar qiymati bilan deyarli bir xil zichlikka ega, shuning uchun kichik farq natijalarimizni o'zgartirmaydi.
- Agar sizda ko'z tomchilari bo'lsa, bu kichik idishda suv sathini ko'tarish uchun juda foydali bo'lishi mumkin.
3 -qadam. Kichkina ob'ektni suvga botiring
Keyin, kichik idishga sig'adigan va suvdan zarar ko'rmaydigan kichik ob'ektni qidiring. Bu jismning massasini kilogrammda toping (grammni olib, kilogrammga aylantira oladigan tarozi yoki tarozidan foydalanishingiz mumkin). Keyin, barmoqlaringizni ho'l qilmasdan, asta -sekin, lekin shubhasiz, jismni suvga cho'mguncha botirib oling, yoki siz uni ozgina ushlab, keyin qo'yib yuboring. Kichik idishdagi suvning bir qismi tashqi idishga to'kilishini sezasiz.
Bizning misolimiz uchun, biz vazni 0,05 kilogramm bo'lgan o'yinchoq mashinani kichik idishga botirdik deylik. Bu mashinaning ko'tarilish kuchini hisoblash uchun uning hajmini bilish shart emas, chunki buni keyingi bosqichda ko'ramiz
Qadam 4. To'kilgan suvni yig'ib hisoblang
Agar siz biror narsani suvga cho'ktirsangiz, u suvning bir qismini almashtiradi - aks holda ob'ektni suvga qo'yadigan joy bo'lmaydi. Agar biror narsa suvni tashqariga itarib yuborsa, suv orqaga surib, ko'taruvchi kuch hosil qiladi. Kichik idishdan to'kilgan suvni oling va uni kichik o'lchagichga quying. O'lchov idishidagi suv hajmi suv ostiga tushgan narsaning hajmiga teng.
Boshqacha qilib aytganda, agar sizning ob'ektingiz suzayotgan bo'lsa, to'kilgan suv hajmi suv yuzasi ostiga tushgan ob'ekt hajmiga teng bo'ladi. Agar sizning ob'ektingiz cho'kib ketgan bo'lsa, to'kilgan suv hajmi ob'ektning umumiy hajmiga teng
Qadam 5. To'kilgan suvning massasini hisoblang
Siz suvning zichligini bilganingiz uchun va siz o'lchov kosasida to'kilgan suv hajmini o'lchashingiz mumkin, siz uning massasini topishingiz mumkin. Faqat ovoz balandligini metrga o'zgartiring3 (Onlayn konvertatsiya vositalari, bu kabi, yordam berishi mumkin) va suvning zichligiga (1000 kilogramm/metrga) ko'payadi3).
Bizning misolimizda, o'yinchoq mashinamiz kichik konteynerga tushib, taxminan ikki osh qoshiq (0.0003 metr) harakat qilsin3). Suvimiz massasini topish uchun biz uni zichligiga ko'paytiramiz: 1000 kilogramm/metr3 × 0.0003 metr3 = 0,03 kilogramm.
6 -qadam. To'kilgan suvning massasini ob'ektning massasi bilan solishtiring
Endi siz suvga cho'kayotgan narsaning massasini va to'kilgan suvning massasini bilganingizdan so'ng, ularni solishtiring va qaysi massa katta ekanligini bilib oling. Agar kichkina idishga cho'kkan narsaning massasi to'kilgan suvdan katta bo'lsa, ob'ekt cho'kib ketadi. Boshqa tomondan, agar to'kilgan suvning massasi katta bo'lsa, ob'ekt suzadi. Bu eksperimentda suzish printsipi - ob'ekt suzishi uchun, uning massasi jismning massasidan kattaroq bo'lgan suv miqdorini almashtirishi kerak.
- Shunday qilib, massasi past, lekin katta hajmli ob'ektlar - suzuvchi ob'ektlarning eng oson turlari. Bu xususiyat ichi bo'sh jismlarning juda oson suzishini bildiradi. Kanoeda tasavvur qiling - kano yaxshi suzadi, chunki u ichi bo'sh, shuning uchun u katta massaga ega bo'lmasdan ko'p suvni harakatlantira oladi. Agar kano bo'sh (qattiq) bo'lmasa, u holda qayiq to'g'ri suzmaydi.
- Bizning misolimizda, avtomobil to'kilgan suvdan (0,03 kilogramm) katta massaga (0,05 kilogramm) ega. Bu biz kuzatayotgan narsaga to'g'ri keladi: mashinalar cho'kib ketadi.
