Dentsitatea eta orekan flotatzea – arazoak eta irtenbideak

Dentsitatea eta orekan flotatzea – arazoak eta irtenbideak

1. Bi likido mota desberdinetan jarritako bloke bat. A likidoan, objektu baten 0.6 zati likidoan dago. B likidoan, objektu baten 0.5 zati likidoan dago. Zehaztu A likidoaren eta B likidoaren dentsitatearen arteko erlazioa.

Ezaguna:

Blokearen dentsitatea = x

Objektuaren zatia likidoan A = 0.6

A likidoaren dentsitatea = y

Objektuaren zatia likidoan B = 0.5

B likidoaren dentsitatea = z

Nahi dena: A likidoaren eta B likidoaren dentsitatearen arteko erlazioa (y: z)

irtenbidea:

Ordezkatu 2. ekuazioko x 1. ekuazioko x-rekin:

2. P likidoan jarritako objektu bat, objektuaren 0.5 zati likidoan dago. Objektua Q likidoan jartzen denean, objektua likidoan dago, beheko irudian erakusten den bezala. Zein da P likidoaren dentsitatearen eta Q likidoaren arteko erlazioa?

Ezaguna:

Objektuaren dentsitatea = x

Objektuaren zatia likidoan P = 1/2 = 0.5

P = y likidoaren dentsitatea

Objektuaren zatia likidoan Q = 1

Likidoaren dentsitatea Q = z

Nahi dena: P likidoaren dentsitatearen eta Q likidoaren arteko erlazioa (y: z)

irtenbidea:

Ordezkatu 2. ekuazioko x 1. ekuazioko x-rekin:

3. Oliotan flotatzen ari den egur bat (olioaren dentsitatea 800 kg/m3 da ⁾ . Egurraren 4/5 zati daude olioan . Zein da egurraren dentsitatea?

Ezaguna:

Olioaren dentsitatea (ρ) = 800 kg/m ^-3

Egur zatia olioan = 4/5

Bilatzen dena: Egurraren dentsitatea

irtenbidea:

Egurraren dentsitatea 640 kg/m³ ^da.

4. Bloke baten pisua 50 N da. Uretan, blokearen pisua 30 N da. Uraren dentsitatea 10³ kg/m-3 bada, ^zein da ^blokearen dentsitatea?

Ezaguna:

Blokearen pisua airean (w) = 50 N

Blokearen pisua uretan (urarekin ₎ = 30 N

Uraren dentsitatea (ρ _ura ) = 10³ ^kg /m³ ⁼ 1000 kg/ ^m³

Grabitatearen azelerazioa (g) = 10 m/ ^s²

Blokearen masa (m) = w/g = 50/10 = 5 kg

Bilatzen dena: Blokeen dentsitatea (ρ _blokeak )

irtenbidea:

Indar flotagarria:

F _A = ​​​​w – w _ura = 50 – 30 = 20 N

Blokearen bolumena uretan:

F _A = ​​ρ g V

20 = (1000)(10) V

20 = (10,000) V

V = 20/10,000

V = 0.002 ^m³

Blokearen dentsitatea:

ρ = m/V = 5 / 0.002 = 2500 kg/m ³

5. Egurrezko bloke bat uretan murgilduta. Bere zatiaren % 25 uraren gainazaletik dago eta % 75 uretan. Uraren dentsitatea 1 g/cm ³ da eta grabitatearen azelerazioa 10 m/s ² da. Zehaztu blokeen dentsitatea.

A. 0.025 kg/ ^m³

B. 0.075 g/ ^cm³

C. 0.250 kg/ ^m³

D. 0.750 g/ ^cm³

Ezaguna:

Uraren gainazaletik gora dauden blokeen zatia = % 25 = 25/100 = 0.25

Blokearen uretan dagoen zatia = % 75 = 75/100 = 0.75

Uraren dentsitatea (ρ _ura ) = 1 g/cm³ ⁼ 1000 kg/ ^m³

Grabitatearen azelerazioa = 10 m/ ^s²

Bilatzen dena: Blokeen dentsitatea (ρ _blokeak )

irtenbidea:

Uretan dauden blokeen bolumena = blokeen dentsitatearen eta uraren dentsitatearen arteko erlazioa

Erantzun zuzena D da.

1. Zer da dentsitatea, eta nola definitzen da matematikoki?
   • Erantzuna: Dentsitatea bolumen jakin batean zenbat masa dagoen neurtzen duen neurria da. Matematikoki, honela definitzen da dentsitatea=masa/bolumena​.
2. Nola zehazten du objektu baten dentsitateak fluido batean flotatuko edo hondoratuko den?
   • Erantzuna: Objektu baten dentsitatea fluidoaren dentsitatea baino txikiagoa bada, objektuak flotatuko du. Alderantziz, objektuaren dentsitatea fluidoaren dentsitatea baino handiagoa bada, hondoratu egingo da.
3. Zein da objektu bat fluido batean flotatzearen edo hondoratzearen atzean dagoen printzipioa?
   • Erantzuna: Arkimedesen printzipioa da printzipioa, eta honek dio gorputz batek fluido batean murgilduta dagoenean, desplazatzen duen fluidoaren pisuaren berdina den goranzko bultzada-indar bat jasaten duela.
4. Izotz kubo bat uretan flotatzen badu zati bat ur-mailaren gainetik dagoela, zer adierazten du horrek izotzaren eta uraren dentsitate erlatiboei buruz?
   • Erantzuna: Horrek adierazten du izotzaren dentsitatea uraren dentsitatea baino txikiagoa dela. Horregatik flotatzen du izotz kuboak, eta zati bat bakarrik geratzen da ur azpian izotz kuboaren pisu bereko ur kantitate bat desplazatzeko.
5. Zergatik flotatzen dute altzairuzko itsasontzi astunek uretan, altzairuzko iltze txiki bat hondoratu daitekeen bitartean?
   • Erantzuna: Altzairuzko itsasontzi baten dentsitate osoa, airez betetako zati hutsak barne, uraren dentsitatea baino txikiagoa da. Aldiz, altzairuzko iltze solido baten dentsitatea uraren dentsitatea baino handiagoa da, eta horrek hondoratzea eragiten du.
6. Zertan da desberdina "flotagarritasun neutroa" kontzeptua flotatzearekin edo hondoratzearekin alderatuta?
   • Erantzuna: Flotagarritasun neutroa gertatzen da objektu baten pisua flotagarritasun-indarrak zehazki orekatzen duenean, objektua fluidoaren barruan esekita gera dadin igo edo hondoratu gabe.
7. Zergatik flotatzen du heliozko globo batek airean?
   • Erantzuna: Helioaren dentsitatea airearen dentsitatea baino nabarmen txikiagoa da. Ondorioz, helio-globoaren pisua (globoaren materiala eta barruko helioa barne) desplazatzen duen airearen pisua baino txikiagoa da, eta horrek flotatzen du.
8. Zer gertatzen zaio objektu baten dentsitateari bolumen txikiago batean konprimitzen denean, eta bere masa konstante mantentzen denean?
   • Erantzuna: Dentsitatea handituko da, dentsitatea masa bolumenarekin zatituta definitzen baita. Bolumena txikitzen bada eta masa konstante mantentzen bada, erlazioa (dentsitatea) handituko da.
9. Nola eragiten du gazitasunak uraren dentsitatean?
   • Erantzuna: Uraren gazitasuna handitzeak (hau da, gatz gehiago gehitzeak) bere dentsitatea handituko du. Horregatik, objektuak errazago flotatzen dute ur gazian (Itsaso Hilean bezala) ur gezatan baino.
10. Objektu bat fluido batean orekan flotatzen ari bada, nola alderatzen dira objektuaren gaineko flotazio-indarra eta grabitazio-indarra?

• Erantzuna: Objektu bat orekan flotatzen ari denean, flotagarritasun-indarra (fluidoak eragindako goranzko indarra) objektuari eragiten dion grabitazio-indarraren (pisuaren) magnitude berdina eta kontrako noranzkoa da.