Üzən qüvvə - problemlər və həllər
1. Uzunluğu = 2.5 m, eni = 0.5 m və hündürlüyü = 0.4 m olan taxta blok. Suyun sıxlığı 1000 kq/ m3 -dür . Əgər blok suya yerləşdirilibsə, üzmə qüvvəsi nə qədərdir ... Cazibə qüvvəsinin sürətlənməsi 10 N/kq-dır.
Məlumdur:
Blokun həcmi (V) = uzunluq x en x hündürlük = 2.5 x 0.5 x 0.4 = 0.5 m 3
Suyun sıxlığı (ρ) = 1000 kq/ m³
Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 N/kq
İstənilən: Üzən qüvvənin böyüklüyü
Həll yolu:
Üzmə qüvvəsinin düsturu:
F = ρ g V
F = üzmə qüvvəsi , ρ = suyun sıxlığı , g = cazibə qüvvəsindən qaynaqlanan sürətlənmə , V = həcm
F = (1000)(10)(0.5) = (1000)(5) = 5000 Nyuton
2. Havadakı cismin çəkisi 100 N-dir. Cisim mayenin içinə yerləşdirilib. Mayenin həcminin artması 1.5 m3-dür . Mayenin xüsusi çəkisi 10 N/m3-dürsə , mayedəki cismin çəkisi nə qədərdir?
Məlumdur:
Cismin havadakı çəkisi (w) = 100 Nyuton
Mayenin həcminin artması = mayedəki cismin həcmi (V) = 1.5 m3
Mayenin xüsusi çəkisi = 10 N/ m3
İstənilən: Maye içindəki obyektin çəkisi
Həll yolu:
Mayedəki cismin çəkisi = havadakı cismin çəkisi – üzmə qüvvəsi
Mayedəki cismin çəkisi = 100 Nyuton – üzmə qüvvəsi
Üzmə qüvvəsinin düsturu:
F A = ρ g V
F A = üzmə qüvvəsi = mayelərin suda olan cisimə təsir etdiyi qüvvə
ρ = mayenin sıxlığı
g = cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə
V = mayedəki obyektin həcmi
Xüsusi çəki:
Mayenin xüsusi çəkisi = 10 N/ m3
w / V = 10 N/ m3
mq / V = 10 N/ m3
m (10) / V = 10 N/ m3
m / V = 1 kq/ m3
ρ = 1 kq/ m³
Mayenin sıxlığı 1 kq/m3 - dür
Üzmə qüvvəsinin böyüklüyü :
F A = ρ g V = (1 kq/m³ ) (10 m/s³ ) (1.5 m³ ) = 15 kq m/s³ = 15 Nyuton
Maye içindəki cismin çəkisi:
Maye içindəki cismin çəkisi = 100 Nyuton – 15 Nyuton
Maye içindəki cismin çəkisi = 85 Nyuton
3. Dənizdə üzən gəmi geniş və dərin bir çaya girir. Dəniz suyunun sıxlığı 1100 kq/m3 , çay suyunun sıxlığı isə 1000 kq/ m3 - dür . Dəniz suyundakı və çay suyundakı cismin həcminin müqayisəsini təyin edin.
A. 11: 10
B. 10: 11
C. 121: 100
D. 1: 1
Məlumdur:
Dəniz suyunun sıxlığı (ρ 1 ) = 1100 kq/m 3
Çay suyunun sıxlığı (ρ 2 ) = 1000 kq/m 3
Axtarılan: Dəniz suyunda və çay suyunda olan cismin həcminin müqayisəsi . Dəniz suyunda və çay suyunda olan cismin həcminin müqayisəsi.
Həll yolu:
Əgər cisim üzəndirsə , onda üzmə qüvvəsi (FB ) = çəki (w):
Arximed prinsipi, mayedə (suda) olan bir cisimə təsir edən üzmə qüvvəsinin, onun sıxışdırdığı mayenin (suyun) çəkisinə bərabər olduğunu bildirir. Mayedə (suda) olan cismin həcmi hərəkət edən mayenin (suyun) həcminə bərabərdir.
Dəniz suyundakı və içindəki obyektin həcminin müqayisəsi çay suyu:
Düzgün cavab B-dir.
4. Kütləsi 193 qram olan qızıl, 8000 dina yuxarı qaldırma qüvvəsinə malik kerosindədir. Əgər cazibə qüvvəsinin sürətlənməsi 10 m/s² və kerosinin sıxlığı 0.8 q/sm²-dirsə , qızılın sıxlığını təyin edin.
A. 1.93 qr/ sm3
B. 8.65 qr/ sm3
C. 19.3 qr/ sm3
D. 193 qr/ sm3
Məlumdur:
Qızılın kütləsi (m qızıl ) = 193 qram = 0.193 kq
Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 m/s 2
Suya qaldırma qüvvəsi (F A ) = 8000 din = 8 x 10 3 din = (8 x 10 3 )(10 -5 N) = 8 x 10 -2 N = 0.08 Nyuton
Kerosinin sıxlığı (ρ) = 0.8 qr/sm3 = 800 kq/ m3
Axtarış: Qızılın sıxlığı
Həll yolu:
Qızılın havadakı çəkisi:
w = mg = ρ b V g —– Tənlik 1
V, kerosindəki qızılın həcmidir.
Suya qaldırma qüvvəsi (FB ) havadakı qızılın çəkisindən (w) kerosindəki qızılın çəkisinə (w') bərabərdir:
w – w' = F A
w – w' = ρ f V g —– Tənlik 2
V kerosindəki qızılın həcmidir.
Yuxarıdakı hər iki tənlik aşağıda yenidən yazıla bilər:
Düzgün cavab C-dir.
- Üzən qüvvənin əsas prinsipi nədir?
- CavabSuya qaldırma qüvvəsinin əsas prinsipi Arximed prinsipidir. Bu prinsipdə deyilir ki, mayenin içinə batmış cisim, cismin sıxışdırdığı mayenin çəkisinə bərabər olan, yuxarıya doğru hərəkət edən suya qaldırma qüvvəsi adlanan qüvvə ilə qarşılaşır.
- Niyə bir cisim suya batırıldıqda daha yüngül hiss olunur?
- CavabBir cisim suya batırıldıqda, müəyyən bir həcmdə suyu sıxışdırır. Bu sıxışdırılmış suyun çəkisi cismə yuxarı doğru qaldırıcı qüvvə təsir edir və bu qüvvə cismin çəkisinin bir hissəsini əks etdirir və onu daha yüngül hiss etdirir.
- Əgər bir cisim suyun üzərində üzürsə, onun çəkisi ona təsir edən üzmə qüvvəsi ilə necə müqayisə olunur?
- CavabƏgər bir cisim üzürsə, ona təsir edən qaldırıcı qüvvə cismin çəkisinə bərabərdir. Buna görə də cisim batmadan və ya qalxmadan tarazlıqda qalır.
- Suya qaldırma qüvvəsi havadakı cisimlərə təsir edirmi?
- CavabBəli, üzmə qüvvəsi hava da daxil olmaqla istənilən mayedəki cisimlərə təsir göstərir. Lakin hava su kimi mayelərdən daha az sıx olduğundan, havadakı üzmə qüvvəsi daha kiçikdir və gündəlik istifadə olunan cisimlər üçün çox vaxt əhəmiyyətsizdir.
- Niyə bəzi əşyalar suda batır, digərləri isə üzür?
- CavabBir cismin batması və ya üzməsi onun çəkisi ilə üzmə qüvvəsi arasındakı əlaqədən asılıdır. Əgər üzmə qüvvəsi (sıxışdırılmış maye səbəbindən) cismin çəkisindən çoxdursa, o, üzür. Əgər çəki daha çoxdursa, o, batır.
- Eyni həcmdə və materialda olan içi boş metal kürə və bərk metal kürə götürüb suya salsanız, hansı daha böyük üzmə qüvvəsinə məruz qalar?
- CavabSuya qaldırma qüvvəsi cismin kütləsindən deyil, sıxışdırılmış mayenin həcmindən asılıdır. Hər iki kürə eyni həcmdə suyun sıxışdırılması səbəbindən eyni suya qaldırma qüvvəsinə məruz qalacaqlar.
- Sudan daha sıx olan poladdan hazırlanmış gəmilər niyə üzür?
- CavabGəmilər içərisində böyük boşluqlar ilə dizayn edilmişdir ki, bu da onların ümumi orta sıxlığının suyun sıxlığından az olması deməkdir. Gəminin sıxışdırdığı su, gəminin çəkisini saxlaya bilən və onun üzməsinə imkan verən bir üzmə qüvvəsi yaradır.
- Üzən topu suya daha dərinə itələyib sonra buraxsanız, nə baş verəcək?
- CavabÜzən topu suyun dərinliyinə itələsəniz, onun sıxışdırdığı suyun həcmini artırırsınız və bu da üzmə qüvvəsini artırır. Onu buraxdığınız zaman artan üzmə qüvvəsi onu tarazlıq vəziyyətinə qayıdana qədər yuxarı itələyəcək.
- Suya batmış bir cismi şirin sudan duzlu suya keçirsəniz, onun üzərindəki üzmə qüvvəsi ilə nə baş verir?
- CavabDuzlu su şirin sudan daha sıxdır. Buna görə də, eyni həcmdə yerdəyişmə üçün duzlu suda üzmə qüvvəsi şirin sudakından daha böyük olacaq. Beləliklə, bir cisim duzlu suda şirin sudakından daha yüksəkdə üzə bilər.
- Suda üzərkən bir cismin bir istiqamətdə (məsələn, şaquli) sabit, digər istiqamətdə (məsələn, üfüqi) qeyri-sabit olması mümkündürmü?
- CavabBəli, üzən cismin sabitliyi onun çəkisinin üzmə qüvvəsinə nisbətən paylanmasından asılıdır. Əgər ağırlıq mərkəzi birbaşa üzmə mərkəzindən yuxarıdadırsa, cisim sabit olacaq. Lakin, istiqaməti dəyişdirsəniz, mərkəzlər arasındakı əlaqə dəyişə bilər və bu da həmin istiqamətdə qeyri-sabitliyə səbəb ola bilər.
