Ավագ դպրոցի ֆիզիկա - Գիտություն

Արքիմեդեսի օրենքը

Արքիմեդեսի օրենքի նյութը

Դուք երբևէ նավ տեսե՞լ եք։ Եթե դուք անձամբ չեք տեսել այն, հուսով եմ՝ տեսել եք հեռուստացույցով կամ ինտերնետում։ Շատ մեծ զանգված ունեցող նավը չի խորտակվում, մինչդեռ փոքր, թեթև ժայռը կարող է։ Ինչո՞ւ է դա այդպես։ Պատասխանը բավականին պարզ է, եթե դուք հասկանում եք լողունակության և Արքիմեդեսի սկզբունքի հասկացությունները։

Առօրյա կյանքում մենք կտեսնենք, որ հեղուկի մեջ տեղադրված առարկաները, օրինակ՝ ժայռը, ավելի քիչ քաշ ունեն, քան երբ առարկան հեղուկի մեջ չէ։ Դուք կարող եք դժվարանալ ժայռը բարձրացնել գետնի մակերևույթից, բայց նույն ժայռը հեշտությամբ բարձրացվում է լողավազանի հատակից։ Սա պայմանավորված է լողունակության ուժով։ Լողունակությունը առաջանում է տարբեր խորություններում հեղուկի ճնշման տարբերության պատճառով։ Հեղուկի ճնշումը մեծանում է խորության հետ, որքան խորն է հեղուկը, այնքան մեծ է հեղուկի ճնշումը։ Երբ առարկան տեղադրվում է հեղուկի մեջ, ճնշման տարբերություն կլինի առարկայի վերևում և առարկայի տակ գտնվող հեղուկի միջև։ Առարկայի հատակին գտնվող հեղուկն ավելի մեծ ճնշում ունի, քան առարկայի վերևում գտնվող հեղուկը։

Կարդալ ավելին

Հեղուկի ճնշում

Հեղուկի ճնշման նյութ

Ֆիզիկայում ճնշումը սահմանվում է որպես ուժ մակերեսի միավորի վրա, որտեղ ուժի ուղղությունը ուղղահայաց է մակերեսի մակերեսին: Մաթեմատիկորեն ճնշումը արտահայտվում է P = F/A հավասարմամբ, որտեղ P = ճնշում, F = ուժ և A = մակերեսի մակերես: Ուժի միավորը (F) Նյուտոնն է (N), մակերեսի միավորը՝ քառակուսի մետրը (մ² ⁾ : Քանի որ ճնշումը ուժ է մակերեսի միավորի վրա, ճնշման միավորը Ն/մ² է ^{: Ն/}^մ² -ի մեկ այլ անվանումն է պասկալը (Պա): Պասկալը որպես ճնշման միավոր օգտագործվում է Բլեզ Պասկալի պատվին:

Երբ հեղուկը հանգստի վիճակում է, այն ուժ է գործադրում ուղղահայաց իր շփման մեջ գտնվող ամբողջ մակերեսին։ Օրինակ՝ դիտարկենք ջուրը բաժակի մեջ. ջրի յուրաքանչյուր մասը ուժ է գործադրում ուղղահայաց ապակե պատին։ Հետևաբար, ջրի յուրաքանչյուր մասը ուժ է գործադրում ուղղահայաց իր զբաղեցրած տարայի յուրաքանչյուր միավոր մակերեսին։ Սա ստատիկ հեղուկի՝ հանգստի վիճակում գտնվող հեղուկի կարևոր հատկություն է։ Երբ հեղուկը ուժ է գործադրում մակերեսի վրա, որտեղ ուժը ուղղահայաց չէ, մակերեսը կգործադրի ռեակցիայի ուժ, որը նույնպես ուղղահայաց չէ։ Սա կհանգեցնի հեղուկի հոսքին։ Սակայն, իրականում, հեղուկը մնում է հանգստի վիճակում։ Հետևաբար, հանգստի վիճակում գտնվող հեղուկում ուժը միշտ ուղղահայաց է իր զբաղեցրած տարայի մակերեսին։

Կարդալ ավելին

Ստատիկ և դինամիկ հեղուկների հասկացողություն

Ֆիզիկայում հեղուկը սահմանվում է որպես հոսող նյութ։ Դուք արդեն գիտեք, որ առօրյա կյանքում հանդիպող նյութերը բաղկացած են պինդ, հեղուկ և գազային նյութերից։ «Հեղուկ» տերմինը ներառում է և՛ հեղուկները, և՛ գազերը, քանի որ հեղուկները, ինչպիսիք են ջուրը, և գազերը, ինչպիսիք են օդը, կարող են հոսել։ Պինդ նյութերը, ինչպիսիք են քարը կամ երկաթը, չեն կարող հոսել և, հետևաբար, չեն կարող դասակարգվել որպես հեղուկներ։ Այս բացատրությունն ավելի լավ հասկանալու համար օգտակար է դիտարկել առօրյա կյանքից մի քանի օրինակներ։ Երբ դուք ցնցուղ եք ընդունում, ձեզ անպայման ջուր է պետք։ Ջրամբար հասնելու համար ջուրը հոսում է կամ աղբյուրից, կամ ջրհորից։ Ջուրը հեղուկի մեկ օրինակ է։ Կան հեղուկների այլ օրինակներ, ինչպիսիք են քսայուղը, կաթը և այլն։ Այս բոլոր հեղուկները կարող են դասակարգվել որպես հեղուկներ, քանի որ դրանք կարող են հոսել մեկ տեղից մյուսը։ Գազերը նույնպես հեղուկներ են։ Գազերը կարող են նաև հոսել մեկ տեղից մյուսը։ Քամու պոռթկումը օդի մեկ տեղից մյուսը շարժվելու օրինակ է։

Կարդալ ավելին

Մակերեսային լարվածություն

Մակերեսային լարվածության հասկացումը

Մակերեսային լարվածությունն առաջանում է, քանի որ հեղուկի մակերեսը հակված է կոշտանալու՝ ստեղծելով բարակ թաղանթանման տեսք։ Սա պայմանավորված է ջրի մոլեկուլների միջև կպչուն ուժերով։ Այս բացատրությունն ավելի լավ հասկանալու համար դիտարկենք հետևյալ նկարազարդումը։ Եկեք դիտարկենք տարայի մեջ գտնվող հեղուկը։

Մակերեսային լարվածություն 1 Հեղուկի մոլեկուլները սովորաբար միմյանց են ձգում։ Հեղուկի ներսում յուրաքանչյուր հեղուկի մոլեկուլ շրջապատված է մյուս մոլեկուլներով երկու կողմերում, սակայն հեղուկի մակերեսին կողքերում և ներքևում կան միայն հեղուկի մոլեկուլներ։ Վերևում այլ հեղուկի մոլեկուլներ չկան։ Քանի որ հեղուկի մոլեկուլները միմյանց են ձգում, հեղուկի ներսում գտնվող մոլեկուլների վրա գործում է զրոյական զուտ ուժ։ Եվ հակառակը, մակերեսին գտնվող հեղուկի մոլեկուլները ձգվում են կողքերում և ներքևում գտնվող հեղուկի մոլեկուլների կողմից։ Արդյունքում, հեղուկի մակերեսին գործում է զուտ ուժ, որն ուղղված է դեպի ներքև։ Այս ներքև ուղղված զուտ ուժի պատճառով մակերեսին գտնվող հեղուկը հակված է նվազեցնել իր մակերեսը՝ հնարավորինս կծկվելով։

Կարդալ ավելին

Պուազեի հավասարումը

Այն կոչվում է Պուազյոյի հավասարում, քանի որ այն հայտնաբերվել է հանգուցյալ Ժան Լուի Մարի Պուազյոյի (1799-1869) կողմից: Ինչպես բացատրվեց, յուրաքանչյուր հեղուկ կարող է համարվել իդեալական հեղուկ: Իդեալական հեղուկները չունեն մածուցիկություն: Եթե պատկերացնենք խողովակում հոսող իդեալական հեղուկ, ապա հեղուկի յուրաքանչյուր մասը շարժվում է նույն արագությամբ (v): Ի տարբերություն իդեալական հեղուկների, իրական հեղուկները կամ այն հեղուկները, որոնց մենք հանդիպում ենք առօրյա կյանքում, ունեն մածուցիկություն: Քանի որ դրանք ունեն մածուցիկություն, օրինակ՝ խողովակում հոսելիս հեղուկի յուրաքանչյուր մասի արագությունը փոխվում է: Միջին մասում գտնվող հեղուկի շերտը շարժվում է ավելի արագ (v-ն մեծ է), մինչդեռ խողովակին կցված հեղուկի շերտը չի շարժվում, այսինքն՝ անշարժ է (v = 0): Այսպիսով, խողովակի կենտրոնից մինչև եզրը հեղուկի յուրաքանչյուր մասը շարժվում է տարբեր արագությամբ: Որպեսզի ավելի հեշտ լինի հասկանալ, դիտեք ստորև ներկայացված պատկերը…

Կարդալ ավելին

Խտություն և տեսակարար կշիռ

Նյութի խտությունը և տեսակարար կշիռը

Խտություն

Նյութի կարևոր հատկություններից մեկը խտությունն է: Խտությունը նյութի զանգվածի և ծավալի հարաբերությունն է: Մաթեմատիկորեն այն գրվում է հետևյալ կերպ.

ρ = մ/Վ

ρ- ն հունարեն տառն է, որը սովորաբար օգտագործվում է խտությունը նշելու համար, m-ը զանգված է, իսկ V-ը՝ ծավալ։ Միատարր հեղուկի խտությունը հիմնարարորեն տարբերվում է միատարր պինդ մարմնի խտությունից։ Օրինակ՝ երկաթը կամ սառույցը յուրաքանչյուր մասում նույն խտությունն ունեն։ Սա տարբերվում է հեղուկներից, ինչպիսիք են մթնոլորտը կամ ջուրը։ Երկրի մթնոլորտում որքան բարձր է մթնոլորտը Երկրի մակերևույթից, այնքան ցածր է խտությունը, մինչդեռ, օրինակ, ծովի ջրի դեպքում, որքան խորն է խտությունը, այնքան մեծ է խտությունը։ Միատարր հեղուկի խտությունը կարող է կախված լինել շրջակա միջավայրի գործոններից, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը և ճնշումը։

Կարդալ ավելին

Նյուտոնի երկրորդ օրենքի փորձը

Փորձի թեմա՝ Նյուտոնի երկրորդ օրենք

Փորձի նպատակը՝ Ուժի և արագացման միջև կապի ուսումնասիրություն։

- Զանգվածի և արագացման միջև կապի ուսումնասիրություն

Գործիքներ և նյութեր՝ ռելսեր, էլեկտրամատակարարում, բազմաշերտ ճառագայթ, դինամիկական գնացք, ժամանակի գրանցիչ, ժապավեն, 50 գրամանոց կշռաքարեր (3), միացնող մալուխներ։

Նախապատրաստման քայլեր՝

Կարդալ ավելին

Փորձարկում հավասարաչափ արագացված գծային շարժմամբ

Փորձի թեմա՝ Հավասարաչափ արագացված գծային շարժում

Փորձի նպատակը՝ – Դիտարկել օբյեկտների ուղիղ գծով շարժումը հաստատուն արագությամբ։

– Իմացեք արագացում-ժամանակ գրաֆիկը, արագություն-ժամանակ գրաֆիկը, հեռավորություն-ժամանակ գրաֆիկը

- Մարմնի արագացման հաշվարկ

Գործիքներ և նյութեր՝ ռելսեր, էլեկտրամատակարարում, բազմամակարդակ ճառագայթներ, դինամիկական գնացք, ժամանակի գրանցիչ, ժապավեն, 50 գրամանոց բեռ, միացնող մալուխներ։

Նախապատրաստման քայլեր՝

Կարդալ ավելին