Forza galleggiante - prublemi è suluzioni
1. Un bloccu di legnu cù una lunghezza = 2.5 m, larghezza = 0.5 m è altezza = 0.4 m. A densità di l'acqua hè 1000 kg/m3 . Sè u bloccu hè piazzatu in l'acqua, chì ghjè a forza di galleggiamentu ... L'accelerazione per via di a gravità hè 10 N/kg.
Cunnisciutu:
Volume di u bloccu (V) = lunghezza x larghezza x altezza = 2.5 x 0.5 x 0.4 = 0.5 m³
Densità di l'acqua (ρ) = 1000 kg/ m³
Accelerazione dovuta à a gravità (g) = 10 N/kg
Cercatu: A magnitudine di a forza di galleggiamentu
Soluzione:
Formula di a forza di galleggiamentu:
F = ρ g V
F = forza di galleggiamentu , ρ = densità di l'acqua , g = accelerazione di gravità , V = vulume
F = (1000)(10)(0.5) = (1000)(5) = 5000 Newtoni
2. U pesu di un ughjettu in aria hè 100 N. L'ughjettu hè piazzatu in un liquidu. L'aumentu di vulume di u liquidu hè 1.5 m3 . Sè u pesu specificu di u liquidu hè 10 N/m3 , chì ghjè u pesu di l'ughjettu in u liquidu ?
Cunnisciutu:
Pesu di l'ughjettu in aria (w) = 100 Newton
Aumentu di u vulume di u liquidu = vulume di l'ughjettu in u liquidu (V) = 1.5 m³
Pesu specificu di u liquidu = 10 N/ m³
Ricercatu: Pesu di l'ughjettu in liquidu
Soluzione:
Pesu di l'ughjettu in u liquidu = pesu di l'ughjettu in l'aria - forza di galleggiamentu
Pesu di l'ughjettu in liquidu = 100 Newton - forza di galleggiamentu
Formula di a forza di galleggiamentu:
F A = ρ g V
F A = forza di galleggiamentu = a forza esercitata da i liquidi nantu à l'ughjettu in acqua
ρ = densità di u liquidu
g = accelerazione dovuta à a gravità
V = vulume di l'ughjettu in u liquidu
Pesu specificu:
Pesu specificu di u liquidu = 10 N/ m³
w / V = 10 N/ m³
mg / V = 10 N/ m³
m (10) / V = 10 N/ m³
m / V = 1 kg/ m³
ρ = 1 kg/ m³
A densità di u liquidu hè 1 kg/ m³
A magnitudine di a forza di galleggiamentu :
F A = ρ g V = (1 kg/m³ ) (10 m/s² ) (1.5 m³ ) = 15 kg m/s² = 15 Newton
Pesu di l'ughjettu in u fluidu:
Pesu di l'ughjettu in u fluidu = 100 Newtons – 15 Newtons
Pesu di l'ughjettu in fluidu = 85 Newton
3. Una nave chì naviga in mare entra in un fiume largu è prufondu. A densità di l'acqua di mare hè 1100 kg/m3 , a densità di l'acqua di fiume hè 1000 kg/ m3 . Determinate u paragone di u vulume di l'ughjettu in acqua di mare è in acqua di fiume.
A. 11 : 10
B. 10 : 11
C. 121 : 100
D. 1 : 1
Cunnisciutu:
Densità di l'acqua di mare (ρ1 ) = 1100 kg/ m3
Densità di l'acqua di fiume (ρ2 ) = 1000 kg/ m3
Cercasu: Paragone di u vulume di l'ughjettu in acqua di mare è in acqua di fiume. paragone di u vulume di l'ughjettu in acqua di mare è in acqua di fiume.
Soluzione:
Sè l'ughjettu galleggia , tandu a forza di galleggiamentu (F B ) = pesu (w):
U principiu d' Archimede dice chì a forza di galleggiamentu chì agisce nantu à un ughjettu in un fluidu (acqua) hè uguale à u pesu di u fluidu (acqua) ch'ellu spiazza. U vulume di l'ughjettu in un fluidu (acqua) hè uguale à u vulume di fluidu (acqua) spustatu.
Paragone di u vulume di l'ughjettu in acqua di mare è in acqua di fiume:
A risposta curretta hè B.
4. L'oru, chì a so massa hè di 193 grammi, hè in cherosene chì hà una forza versu l'altu di 8000 dine. Sè l' accelerazione dovuta à a gravità hè di 10 m/s² è a densità di u cherosene hè di 0.8 gr/cm³ , allora determinate a densità di l'oru.
A. 1.93 gr/ cm³
B. 8.65 gr/ cm³
C. 19.3 gr/ cm³
D. 193 gr/ cm³
Cunnisciutu:
Massa d'oru (m oru ) = 193 grammi = 0.193 kg
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/ s²
Forza di galleggiamento (F A ) = 8000 dine = 8 x 10³ dine = (8 x 10³ ) ( 10⁻⁵ N) = 8 x 10⁻² N = 0.08 Newton
Densità di cherosene (ρ) = 0.8 gr/cm³ = 800 kg/ m³
Ricercatu: Densità di l'oru
Soluzione:
Pesu di l'oru in aria:
w = mg = ρ b V g —– Equazione 1
V hè u vulume d'oru in cherosene.
Forza di galleggiamento (F B ) uguale à u pesu di l'oru in aria (w) menu u pesu di l'oru in cherosene (w'):
w – w' = F A
w – w' = ρ f V g —– Equazione 2
V hè u vulume d'oru in cherosene.
E duie equazioni sopra ponu esse scritte torna quì sottu:
A risposta curretta hè C.
- Chì ghjè u principiu fundamentale daretu à a forza di galleggiamentu ?
- AvantiU principiu fundamentale daretu à a forza di galleggiamentu hè u Principiu d'Archimede. Dice chì un oggettu immersu in un fluidu sperimenta una forza versu l'altu chjamata forza di galleggiamentu chì hè uguale in magnitudine à u pesu di u fluidu spiazzatu da l'oggettu.
- Perchè un ughjettu si sente più ligeru quandu hè immersu in acqua ?
- AvantiQuandu un oggettu hè immersu in acqua, spiazza un certu vulume d'acqua. U pesu di st'acqua spiazzata esercita una forza di galleggiamentu versu l'altu nantu à l'oggettu, chì cuntrasta una parte di u pesu di l'oggettu, facendulu sente più ligeru.
- Sè un ughjettu galleggia nantu à l'acqua, cumu si compara u pesu di l'ughjettu à a forza di galleggiamentu chì agisce nantu à ellu ?
- AvantiSè un oggettu galleggia, a forza di galleggiamentu chì agisce nantu à ellu hè uguale à u pesu di l'oggettu. Hè per quessa chì l'oggettu ferma in equilibriu senza affundassi nè alzassi.
- A forza di galleggiamentu agisce nantu à l'uggetti in aria?
- AvantiIè, a forza di galleggiamentu agisce nantu à l'uggetti in ogni fluidu, cumprese l'aria. Tuttavia, postu chì l'aria hè assai menu densa chè i liquidi cum'è l'acqua, a forza di galleggiamentu in l'aria hè assai più chjuca è spessu trascurabile per l'uggetti di ogni ghjornu.
- Perchè certi ughjetti affundanu in acqua mentre altri galleggianu ?
- AvantiS'ellu un oggettu affonda o galleggia dipende da a relazione trà u so pesu è a forza di galleggiamentu. Sè a forza di galleggiamentu (per via di u fluidu spiazzatu) hè più grande di u pesu di l'oggettu, galleggia. Sè u pesu hè più grande, affonda.
- Sè vo pighessi una palla di metallu cava è una palla di metallu solidu di u listessu vulume è materiale, è li immergessi in acqua, quale di e duie sperimenterebbe una forza di galleggiamentu più grande ?
- AvantiA forza di galleggiamentu dipende da u vulume di fluidu spiazzatu è micca da a massa di l'ughjettu. Siccomu e duie palle spiazzanu u listessu vulume d'acqua, sperimenteranu a listessa forza di galleggiamentu.
- Perchè e navi fatte d'acciaiu, chì hè assai più densu chè l'acqua, galleghjanu ?
- AvantiI navi sò cuncipiti cù grandi spazii cavi à l'internu, ciò chì significa chì a so densità media generale hè inferiore à quella di l'acqua. L'acqua spiazzata da a nave esercita una forza galleggiante chì pò sustene u pesu di a nave, permettenduli di galleggià.
- Sè spinghjete una palla chì galleggia più in fondu in l'acqua è dopu a lasciate andà, chì accadrà ?
- AvantiSè spinghjete una palla chì galleggia più in fondu in l'acqua, aumentate u vulume d'acqua ch'ella spiazza, ciò chì aumenta a forza di galleggiamentu. Quandu a liberate, a forza di galleggiamentu aumentata a spingerà in altu finu à ch'ella ritorni à a so pusizione d'equilibriu.
- Chì succede à a forza di galleggiamentu nantu à un ughjettu immersu s'ellu si move da l'acqua dolce à l'acqua salata ?
- AvantiL'acqua salata hè più densa chè l'acqua dolce. Dunque, per u listessu vulume spiazzatu, a forza di galleggiamentu in l'acqua salata serà più grande chè in l'acqua dolce. Cusì, un ughjettu puderia galleggià più altu in l'acqua salata chè in l'acqua dolce.
- Hè pussibule per un ughjettu esse stabile in una orientazione (per esempiu, verticale) ma instabile in un'altra (per esempiu, orizzontale) mentre galleggia in acqua?
- AvantiIè, a stabilità di un ughjettu flottante dipende da a distribuzione di u so pesu in relazione à a forza di galleggiamentu. Sè u centru di gravità hè direttamente sopra u centru di galleggiamentu, l'ughjettu serà stabile. Tuttavia, sè cambiate l'orientazione, a relazione trà i centri puderia cambià, purtendu à instabilità in quella orientazione particulare.
