Ihe Iwu Archimedes
Ị hụtụla ụgbọ mmiri? Ọ bụrụ na ị hụbeghị otu n'onwe gị, enwere m olileanya na ị hụla otu na telivishọn ma ọ bụ ịntanetị. Ụgbọ mmiri nwere oke ibu anaghị mikpuo, ebe obere nkume dị nro nwere ike ikpu. Gịnị mere nke a ji dị otú a? Azịza ya dị mfe ma ọ bụrụ na ị ghọtara echiche nke ibuli elu na ụkpụrụ Archimedes.
N'ihe anyị na-eme kwa ụbọchị, anyị ga-achọpụta na ihe ndị a na-etinye n'ime mmiri mmiri, dị ka nkume, nwere obere ibu karịa mgbe ihe ahụ na-adịghị na mmiri mmiri. O nwere ike isiri gị ike ibuli nkume site n'elu ala, mana otu nkume ahụ na-esi n'ala ọdọ mmiri ahụ apụta ngwa ngwa. Nke a bụ n'ihi ike ibuli. Ibuli elu na-eme n'ihi ọdịiche dị na nrụgide mmiri mmiri n'ime omimi dị iche iche. Nrụgide mmiri mmiri na-abawanye ka omimi, otú ahụ ka mmiri mmiri ahụ si dị omimi, otú ahụ ka nrụgide mmiri mmiri na-abawanye. Mgbe e tinyere ihe n'ime mmiri mmiri, a ga-enwe ọdịiche dị n'etiti mmiri mmiri dị n'elu ihe ahụ na mmiri mmiri dị n'okpuru ihe ahụ. Mmiri mmiri dị n'ala ihe ahụ nwere nrụgide ka ukwuu karịa mmiri mmiri dị n'elu ihe ahụ.
Ịbawanye elu
N'ihe onyonyo a, a hụrụ ihe na-ese n'elu mmiri. Mmiri dị n'okpuru ihe ahụ nwere nrụgide dị ukwuu karịa mmiri dị n'elu ihe ahụ. Nke a bụ n'ihi na mmiri dị n'okpuru ihe ahụ nwere omimi ka ukwuu karịa mmiri dị n'elu ihe ahụ (h)2 > h1).
F2 = ike mmiri ahụ na-arụ n'ala ihe ahụ, F1 = ike mmiri ahụ na-arụ n'elu ihe ahụ, A = mpaghara elu nke ihe ahụ
Ihe dị iche n'etiti F2 na F1 bụ ike zuru oke nke mmiri mmiri na-etinye n'ihe, nke anyị maara dị ka ike mbuli elu. Oke nke ike mbuli elu bụ:
F na-enwu gbaa = F2 − F1
F buoyancy = (ρ gh2 A) − (ρ gh1 A)
F na-enwu gbaa = ρ g A ( h2 -h1)
F buoyancy = ρ g A h
F buoyancy = ρ g V
Ozi:
ρ = njupụta mmiri mmiri
g = osooso n'ihi ike ndọda
V = olu nke ihe dị na mmiri mmiri
ka e wee dee nha nhata nke na-egosi oke ike buoyant (F buoyancy) dị n'elu dị ka:
F buoyancy = ρF g V → m = ρ V
F ike n'elu mmiri = mF g
F na-enwu gbaa = wF
mF g = wF = ibu nke mmiri mmiri nke nwere otu olu dị ka olu nke ihe dị n'ime mmiri.
Ụkpụrụ Archimedes
Dabere na nha anya dị n'elu, anyị nwere ike ikwu na ike mmiri ahụ hà nhata na ibu nke mmiri ahụ a chụpụrụ, olu nke mmiri ahụ a chụpụrụ hà nhata na olu nke ihe ahụ a wụsara n'ime mmiri ahụ.
Ọ bụrụ na e mikpuo ihe n'ime mmiri mmiri ma na-ese n'elu mmiri, naanị akụkụ nke ihe ahụ mikpuru n'ime mmiri, mgbe ahụ olu nke mmiri mmiri a gbapụrụ agbapụ hà nhata olu nke akụkụ ihe ahụ mikpuru n'ime mmiri mmiri ahụ. N'agbanyeghị ọdịdị ma ọ bụ nha ihe ahụ, otu ihe ahụ ga-eme mmadụ niile. Nke a bụ ọrụ Archimedes (287-212 BC), nke a maara ugbu a dị ka Ụkpụrụ Archimedes.
Ụkpụrụ Archimedes na-ekwu na:
Mgbe ihe mikpuru kpamkpam ma ọ bụ akụkụ ya n'ime mmiri, mmiri ahụ ga-etinye ike elu (ike na-agba ọsọ) n'elu ihe ahụ, ebe oke ike elu (ike na-agba ọsọ) hà nhata ibu nke mmiri ahụ a chụpụrụ.
Akụkọ ihe mere eme nke Archimedes
Archimedes, onye biri ndụ n'agbata afọ 287 na 212 Tupu Oge Anyị, Eze Hieron nke Abụọ nyere iwu ka ọ nyochaa ma okpueze e ji ọlaedo mee maka eze ahụ. Na mbụ, Archimedes nwere mgbagwoju anya gbasara ma okpueze ahụ ọ bụ ọlaedo ma ọ bụ ọla ndị ọzọ. Nsogbu ya bụ na okpueze ahụ adịghị mma ma enweghị ike ibibi ya iji chọpụta ma ọ bụ ọlaedo dị ọcha.
Echiche dị n'azụ ịchọpụta ma okpueze eze ọ bụ ọlaedo dị ọcha ka e ji mee ya bụ ibu ụzọ chọpụta ike ndọda nke okpueze ahụ wee tụnyere ike ndọda nke ọlaedo ahụ. Ọ bụrụ na ejiri ọlaedo dị ọcha mee okpueze ahụ, ike ndọda nke okpueze ahụ kpọmkwem = ike ndọda nke ọlaedo ahụ kpọmkwem.
Oke ike ndọda nke ihe bụ oke nke ibu ihe dị n'ikuku na oke mmiri nwere otu olu dị ka ihe ahụ. N'ime mgbakọ na mwepụ, e dere ya:
Kedu otu esi achọpụta oke mmiri nke nwere otu olu dị ka nke ihe?
Dịka Archimedes si kwuo, ibu mmiri nwere otu olu ahụ dịka olu ihe ahụ = oke ike nke ibu mmiri mgbe ihe ahụ mikpuru (ihe ahụ dum mikpuru n'ime mmiri). Nke a bụ otu ibu nke ihe ahụ furu efu mgbe a tụrụ ya n'ime mmiri. Ya mere:
Iji chọpụta oke ike nke okpueze ahụ, a na-ebu ụzọ tụọ okpueze ahụ n'ikuku (Ibu nke okpueze ahụ n'Ikuku). Mgbe nke ahụ gasịrị, a na-etinye okpueze ahụ n'ime mmiri wee tụọ ya ọzọ iji nweta ibu nke okpueze ahụ furu efu. Ya mere:
Ozugbo e nwetara ike ndọda nke okpueze ahụ, a na-atụnyere ya na ike ndọda nke ọlaedo kpọmkwem. Ike ndọda nke ọlaedo kpọmkwem bụ 19,3. Ọ bụrụ na ike ndọda nke okpueze ahụ kpọmkwem hà nhata ike ndọda nke ọlaedo kpọmkwem, mgbe ahụ a ga-eji ọlaedo dị ọcha mee okpueze ahụ. Agbanyeghị, ọ bụrụ na e jighị ọlaedo dị ọcha mee okpueze ahụ, ike ndọda nke okpueze ahụ kpọmkwem agaghị adị ka ike ndọda nke ọlaedo kpọmkwem.
Gịnị Mere Ụgbọ Mmiri Anaghị Emikpu?
Ọ bụrụ na njupụta ihe dị obere karịa njupụta mmiri, ihe ahụ ga-ese n'elu mmiri. N'aka nke ọzọ, ọ bụrụ na njupụta ihe dị ukwuu karịa njupụta mmiri, ihe ahụ ga-emikpu. E ji ígwè na ígwè mee ọtụtụ ụgbọ mmiri. Njupụta ígwè na ígwè = 7,8 x 103 n'arọ / m3 ebe njupụta mmiri = 1,00 x 103 n'arọ / m3O yiri ka njupụta ígwè na ígwè karịrị njupụta mmiri. N'okwu a, ike ndọda kpọmkwem nke ígwè na ígwè = 7,8. Ụgbọ mmiri e ji ígwè na ígwè mee kwesịrị imikpu. Gịnị mere ụgbọ mmiri anaghị mikpuo? Njupụta zuru oke nke ụgbọ mmiri ahụ pere mpe karịa njupụta mmiri ma ọ bụ mmiri oké osimiri.
Ajụjụ atụ gbasara iwu Archimedes
Ihe atụ ajụjụ nke atọ:
Nkume dị kilogram iri anọ dị n'ala ọdọ mmiri. Ọ bụrụ na olu nkume ahụ = 0,2 m3 ike ole ka o si dị ihe kacha nta achọrọ iji bulie nkume ahụ?
Mkparịta ụka
A maara na:
Oke nkume (m) = 40 Kg
Olu nkume (V) = 0,02 m3
Njupụta mmiri = 1000 Kg/m23
Ọsọ ọsọ n'ihi ike ndọda (g) = 10 m/s2
A jụrụ: F kacha nta
Azịza:
F na-enwu gbaa = w F
F ike n'uko = m F g → m = pV
F buoyancy = ρ F g V
Mmiri elu F = (1000 kg/m2)3 )(10 m/s2)(0,02 mita3)
Mmiri mmiri nke F = 200 kg m/s2
Mmiri mmiri nke F = 200 N
Ibu nkume (w) = mg
Ibu nkume = (40 kg)(10 m/s2)
Ibu nkume = kilogram 400 m/s2
Ibu nkume = 400 N
Ike kacha nta achọrọ iji bulie nkume:
Ibu nke nkume – Ike mmụba = 400 N – 200 N = 200 Newton.
Ihe atụ ajụjụ nke atọ:
Ibu nke ihe dị n'ikuku = 5000 kg m/s2 na ibu nke ihe ahụ dị na mmiri = 4000 kg m/s2Ọ bụrụ na njupụta ahụ ihe = 2000 kg/m3 Kedu ihe bụ oke na olu nke ihe ahụ? g = 10 m/s2
Mkparịta ụka
Ọsọ ọsọ n'ihi ike ndọda (g) = 10 m/s2
Njupụta nke ihe = 2000 kg/m3
Njupụta mmiri = 1000 kg/m23
Ibu nke ihe dị n'ikuku = 5000 kg m/s2
Ibu nke ihe dị na mmiri = 4000 kg m/s2
Ike na-agba ọsọ (F buoyant) = Ibu nke ihe dị n'ikuku - Ibu nke ihe dị n'ime mmiri
Mmiri mmiri nke F = 5000 kg m/s2 – 4000 kg m/s2
Mmiri mmiri nke F = 1000 kg m/s2
Mmiri mmiri F = Ibu nke mmiri e si n'ebe ọzọ gbapụ
Mmiri na-asọpụta = (oke mmiri)(g)
F buoyancy = (olu mmiri gbapụrụ) (njupụta mmiri)(g)
Oke mmiri a gbapụrụ agbahapụ = Oke ihe a mikpuru n'ime mmiri 😉
Ya mere, olu nke ihe ahụ = 0,1 m3
Ibu nke ihe = ?
ρ = m / V
m = ρ V
m = ( 2000 kg / m3 )( 0,1 mita3 )
m = 200 Kg
Ibu ihe = 200 kg
Ihe atụ ajụjụ nke atọ:
Kedu olu helium dị mkpa ma ọ bụrụ na balloon ga-ebu ibu nke kilogram 500?
Mkparịta ụka
Njupụta heliọm = 0,1786 kg/m3
Njupụta ikuku = 1,293 kg/m3
Ike na-agba ọsọ = Ibu nke ikuku gbanwere = Ibu nke ibu + Ibu nke helium
Ike na-agba ọsọ = Ibu ibu + Ibu helium
Ike mmụba = (oke ibu)(g) + (oke helium)(g)
Ike mmụba = (oke ibu + oke helium) g —- nha anya 1
Ike mmụba = Ibu nke ikuku e si na ya pụọ
Ike mmụba = (oke nke ikuku a gbapụrụ agbahapụ)(g) —- nha anya 2
Anyị na-ejikọta usoro nhazi 1 na usoro nhazi 2:
(oke ibu + oke helium)(g) = (oke ikuku a chụpụrụ)(g)
oke ibu + oke helium = oke ikuku a chụpụrụ
500 kg + (ρ helium)(V helium) = (ρ ikuku)(V ikuku)
500 kg = (ρ ikuku)(V ikuku) – (ρ helium)(V helium)
Olu nke ikuku a gbapụrụ agbapụ (Ikuku V) = Olu nke helium na-ejupụta balụn (V helium)
500kg = (ρ ikuku – ρ helium)(V)
Nke a bụ obere olu helium achọrọ iji bulie ibu n'elu ụwa. Iji kwe ka balloon ahụ fee elu, a ga-amụba olu helium. Nke a bụ n'ihi na njupụta ikuku na-ebelata ka elu dị elu.
