Қалқымалы күш – мәселелер және оларды шешу жолдары

Қалқымалы күш – мәселелер және оларды шешу жолдары

1. Ұзындығы = 2.5 м, ені = 0.5 м және биіктігі = 0.4 м ағаш кесегі. Судың тығыздығы 1000 кг/ ^м³ . Егер кесек суға салынса, қағу күші қандай ... Ауырлық күшінің әсерінен үдеу 10 Н/кг.

Белгілі:

Блоктың көлемі (V) = ұзындығы x ені x биіктігі = 2.5 x 0.5 x 0.4 = 0.5 м ³

Судың тығыздығы (ρ) = 1000 кг/м ³

Ауырлық күшіне байланысты үдеу (г) = 10 Н/кг

Қажетті: Қалқымалы күштің шамасы

Шешімі:

Қалқыту күшінің формуласы:

F = ρ g V

F = қағу күші , ρ = судың тығыздығы , g = ауырлық күшіне байланысты үдеу , V = көлем

F = (1000)(10)(0.5) = (1000)(5) = 5000 Ньютон

2. Ауадағы заттың салмағы 100 Н. Зат сұйықтыққа салынған. Сұйықтық көлемінің ұлғаюы 1.5 м3 ^. Егер сұйықтықтың меншікті салмағы 10 Н/м3 болса ^, сұйықтықтағы заттың салмағы қандай?

Белгілі:

Ауадағы заттың салмағы (w) = 100 Ньютон

Сұйықтық көлемінің ұлғаюы = сұйықтықтағы заттың көлемі (V) = 1.5 м ³

Сұйықтықтың меншікті салмағы = 10 Н/м ³

Қажетті: Сұйықтықтағы заттың салмағы

Шешімі:

Сұйықтықтағы заттың салмағы = ауадағы заттың салмағы – қағу күші

Сұйықтықтағы заттың салмағы = 100 Ньютон – ығыстырушы күш

Қалқыту күшінің формуласы:

F _A = ​​​​ρ g V

F _A = ​​​​қалқыту күші = сұйықтықтардың судағы затқа әсер ететін күші

ρ = сұйықтықтың тығыздығы

g = ауырлық күшіне байланысты үдеу

V = сұйықтықтағы заттың көлемі

Салмағы:

Сұйықтықтың меншікті салмағы = 10 Н/м ³

w / V = ​​​​10 Н/м ³

мг / V = ​​​​10 Н/м ³

м (10) / В = ​​10 Н/м ³

м / В = ​​1 кг/м ³

ρ = 1 кг/ ^м³

Сұйықтықтың тығыздығы 1 кг/ ^м³

Қалқыту күшінің шамасы :

F _A = ​​​​ρ g V = (1 кг/м³ ⁾ (10 м/с³ ⁾ (1.5 м³ ⁾ = 15 кг м/с³ ⁼ 15 Ньютон

Сұйықтықтағы заттың салмағы:

Сұйықтықтағы заттың салмағы = 100 Ньютон – 15 Ньютон

Сұйықтықтағы заттың салмағы = 85 Ньютон

3. Теңізде жүзіп бара жатқан кеме кең және терең өзенге түседі. Теңіз суының тығыздығы 1100 кг/м³ ^, ал өзен суының тығыздығы 1000 кг/ м³ ^. Заттың теңіз суындағы және өзен суындағы көлемін салыстырыңыз.

A. 11: 10

B. 10: 11

C. 121: 100

D. 1: 1

Белгілі:

Теңіз суының тығыздығы (ρ ₁ ) = 1100 кг/м ³

Өзен суының тығыздығы (ρ ₂ ) = 1000 кг/м ³

Қажеттілік: Теңіз суындағы және өзен суындағы заттың көлемін салыстыру . Теңіз суындағы және өзен суындағы заттың көлемін салыстыру.

Шешімі:

Егер зат қалқымалы болса , онда қалқыту күші (FB ₎ = салмақ (w):

Архимед принципі бойынша, сұйықтықтағы (судағы) затқа әсер ететін ығыстырушы күш ол ығыстыратын сұйықтықтың (судың) салмағына тең. Сұйықтықтағы (судағы) заттың көлемі қозғалатын сұйықтықтың (судың) көлеміне тең.

Теңіз суындағы және ішіндегі заттың көлемін салыстыру өзен суы:

Дұрыс жауап - B.

4. Массасы 193 грамм алтын керосиннің құрамында 8000 динаға тең жоғары қарай бағытталған күшке ие. Егер ауырлық күшінің үдеуі 10 м/с2 ^және керосиннің тығыздығы 0.8 г/см3 болса ^, онда алтынның тығыздығын анықтаңыз.

A. 1.93 г/см ³

B. 8.65 г/см ³

C. 19.3 г/ ^см3

D. 193 г/ ^см3

Белгілі:

Алтынның массасы (м _алтын ) = 193 грамм = 0.193 кг

Ауырлық күшінің әсерінен үдеу (г) = 10 м/с ²

Қалқыту күші (F _A ) = 8000 дин = 8 x 10 ³ дин = (8 x 10 ³ )(10 ^-5 Н) = 8 x 10 ^-2 Н = 0.08 Ньютон

Керосиннің тығыздығы (ρ) = 0.8 г/см³ ⁼ 800 кг/ ^м³

Қажеттілік: Алтынның тығыздығы

Шешімі:

Алтынның ауадағы салмағы:

w = mg = ρ _b V g —– 1-теңдеу

V - керосиндегі алтынның көлемі.

Қалқыту күші (FB ₎ ауадағы алтынның салмағын (w) алып тастағанда керосиндегі алтынның салмағын (w') алып тастағанда тең:

w – w' = F _A

w – w' = ρ _f V g —– 2-теңдеу

V - керосиндегі алтынның көлемі.

Жоғарыдағы екі теңдеуді де төменде қайта жазуға болады:

Дұрыс жауап C.

1. Ығыстырушы күштің негізгі принципі қандай?
   • жауапЫғыстырушы күштің негізгі қағидасы - Архимед принципі. Онда сұйықтыққа батырылған денеге жоғары қарай бағытталған күш әсер ететіні, ол зат ығыстырған сұйықтықтың салмағына тең болатын ығыстырушы күш деп аталатын күш әсер ететіні айтылған.
2. Неліктен зат суға батырылған кезде жеңіл сезіледі?
   • жауапЗат суға батырылған кезде, ол белгілі бір көлемдегі суды ығыстырады. Бұл ығыстырылған судың салмағы затқа жоғары қарай итеру күшін әсер етеді, бұл заттың салмағының бір бөлігіне қарсы тұрып, оны жеңіл сезіндіреді.
3. Егер зат су бетінде қалқып жүрсе, оның салмағы оған әсер ететін қағу күшімен қалай салыстырылады?
   • жауапЕгер зат қалқып жүрсе, оған әсер ететін қағу күші заттың салмағына тең болады. Сондықтан зат батып кетпей немесе көтерілмей тепе-теңдікте қалады.
4. Ауадағы заттарға қағу күші әсер ете ме?
   • жауапИә, ауаны қоса алғанда, кез келген сұйықтықтағы заттарға ығыстырушы күш әсер етеді. Дегенмен, ауа су сияқты сұйықтықтарға қарағанда әлдеқайда аз тығыздыққа ие болғандықтан, ауадағы ығыстырушы күш әлдеқайда аз және күнделікті заттар үшін көбінесе елеусіз.
5. Неліктен кейбір заттар суға батып кетеді, ал басқалары қалқып жүреді?
   • жауап: Заттың бату немесе қалқып жүруі оның салмағы мен қағу күшінің арасындағы байланысқа байланысты. Егер қағу күші (ығыстырылған сұйықтыққа байланысты) заттың салмағынан үлкен болса, ол қалқып жүреді. Егер салмақ үлкен болса, ол батады.
6. Егер көлемі мен материалы бірдей қуыс металл шар мен қатты металл шарды алып, оларды суға батырсақ, қайсысы үлкен қағу күшіне ұшырар еді?
   • жауап: Қалқыту күші заттың массасына емес, ығыстырылған сұйықтықтың көлеміне байланысты. Екі шар да бірдей көлемдегі суды ығыстыратындықтан, олар бірдей қалықтау күшіне ұшырайды.
7. Неліктен судан әлдеқайда тығыз болаттан жасалған кемелер қалқып жүреді?
   • жауапКемелер ішінде үлкен қуыс кеңістіктермен жасалған, бұл олардың жалпы орташа тығыздығы судың тығыздығынан аз екенін білдіреді. Кеме ығыстырған су кеменің салмағын көтере алатын қалқымалы күш әсер етеді, бұл оның қалқып жүруіне мүмкіндік береді.
8. Егер сіз қалқып жүрген шарды суға тереңірек итеріп, содан кейін жіберсеңіз, не болады?
   • жауапЕгер сіз қалқып жүрген шарды суға тереңірек итерсеңіз, оның ығыстыратын су көлемін арттырасыз, бұл қалықтау күшін арттырады. Оны жіберген кезде, қалықтау күші артып, ол тепе-теңдік қалпына келгенше жоғары қарай итереді.
9. Су астындағы затты тұщы судан тұзды суға ауыстырғанда, оның қағу күшіне не болады?
   • жауапТұзды су тұщы суға қарағанда тығызырақ. Сондықтан, ығыстырылған көлем бірдей болғанда, тұзды судағы қағу күші тұщы судағыдан үлкен болады. Демек, зат тұзды суда тұщы суға қарағанда биікте қалқып жүруі мүмкін.
10. Суда қалқып жүргенде зат бір бағытта (мысалы, тік) тұрақты, ал басқа бағытта (мысалы, көлденең) тұрақсыз болуы мүмкін бе?

• жауапИә, қалқып жүрген заттың тұрақтылығы оның салмағының қалықтау күшіне қатысты таралуына байланысты. Егер ауырлық центрі қалықтау центрінің үстінде болса, зат тұрақты болады. Дегенмен, егер сіз бағытты өзгертсеңіз, орталықтар арасындағы байланыс өзгеруі мүмкін, бұл сол бағытта тұрақсыздыққа әкелуі мүмкін.