Пловна сила – проблеми и решенија

Пловна сила – проблеми и решенија

1. Дрвен блок со должина = 2.5 m, ширина = 0.5 m и висина = 0.4 m. Густината на водата е 1000 kg/m3 ^. Ако блокот се постави во вода, која е силата на пловење … Забрзувањето поради гравитацијата е 10 N/kg.

Познато:

Волумен на блокот (V) = должина x ширина x висина = 2.5 x 0.5 x 0.4 = 0.5 ^m3

Густина на водата (ρ) = 1000 kg/ ^m3

Забрзување поради гравитација (g) = 10 N/kg

Барано: Големината на пловната сила

Решение:

Формула за сила на пловење:

F = ρ g V

F = сила на пловност , ρ = густина на вода , g = забрзување поради гравитација , V = волумен

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

2. Тежината на еден предмет во воздух е 100 N. Предметот е ставен во течност. Зголемувањето на волуменот на течноста е 1.5 m3 ^. Ако специфичната тежина на течноста е 10 N/m3 ^, која е тежината на предметот во течноста?

Познато:

Тежина на предметот во воздух (w) = 100 њутни

Зголемување на волуменот на течноста = волумен на предметот во течноста (V) = 1.5 ^m3

Специфична тежина на течноста = 10 N/ ^m3

Се бара: Тежина на предметот во течност

Решение:

Тежина на предметот во течност = тежина на предметот во воздух – сила на пловност

Тежина на предметот во течност = 100 Њутн – сила на пловност

Формула за сила на пловење:

F _A = ​​ρ g V

F _A = ​​​​сила на пловење = силата што ја вршат течностите врз предметот во вода

ρ = густина на течноста

g = забрзување поради гравитацијата

V = волумен на предметот во течност

Специфична тежина:

Специфична тежина на течноста = 10 N/ ^m3

w / V = ​​​​10 N/ ^m3

mg / V = ​​​​10 N/ ^m3

м (10) / V = ​​​​10 N/ ^m3

м / В = ​​1 кг/ ^м3

ρ = 1 кг/ ^м3

Густината на течноста е 1 кг/ ^м3

Големината на пловната сила :

F _A = ​​ρ g V = (1 kg/m3 ⁾ (10 m/s² ⁾ (1.5 m3 ⁾ = 15 kg m/s² ⁼ 15 њутни

Тежина на предметот во течност:

Тежина на предметот во течност = 100 њутни – 15 њутни

Тежина на предметот во течност = 85 њутни

3. Брод што плови по морето влегува во широка и длабока река. Густината на морската вода е 1100 кг/м3 ^, густината на речната вода е 1000 кг/ м3 . ^{Определете} споредба на волуменот на објектот во морската вода и во речната вода.

А. 11:10

Б. 10: 11

C. 121:100

Д. 1:1

Познато:

Густина на морската вода (ρ1 ₎ = 1100 kg/ ^m3

Густина на речната вода (ρ2 ₎ = 1000 kg/ ^m3

Се бара: Споредба на волуменот на објектот во морска вода и во речна вода. споредба на волуменот на објектот во морска вода и во речна вода.

Решение:

Ако предметот лебди , тогаш пловната сила (F2B ₎ = тежина (w):

Архимедовиот принцип наведува дека пловната сила што дејствува врз предмет во флуид (вода) е еднаква на тежината на флуидот (водата) што го поместува. Волуменот на предметот во флуидот (водата) е еднаков на волуменот на поместената флуидност (вода).

Споредба на волуменот на објектот во морска вода и во речна вода:

Точниот одговор е Б.

4. Златото, чија маса е 193 грама, е во керозин со сила нагоре од 8000 дини. Ако забрзувањето поради гравитацијата е 10 m/s ² и густината на керозинот е 0.8 gr/cm ³ , тогаш одредете ја густината на златото.

A. 1.93 гр/ ^см3

Б. 8.65 гр/ ^см3

C. 19.3 гр/ ^см3

D. 193 гр/ ^см3

Познато:

Маса на злато (m _злато ) = 193 грама = 0.193 кг

Забрзување поради гравитација (g) = 10 m/ ^s²

Пловна сила (F _A ) = 8000 дини = 8 x 10 ³ дини = (8 x 10 ³ )(10 ^-5 N) = 8 x 10 ^-2 N = 0.08 Њутн

Густина на керозин (ρ) = 0.8 gr/cm3 ⁼ 800 kg/ ^m3

Се бара: Густина на злато

Решение:

Тежина на злато во воздух:

w = mg = ρ _b V g —– Равенка 1

V е волуменот на злато во керозин.

Пловна сила ( _F₂B ) еднаква на тежината на златото во воздухот (w) минус тежината на златото во керозинот (w'):

w – w' = F _A

w – w' = ρ _f V g —– Равенка 2

V е волуменот на злато во керозин.

Двете равенки погоре можат повторно да се напишат подолу:

Точниот одговор е C.

1. Кој е фундаменталниот принцип зад пловната сила?
   • одговорФундаменталниот принцип зад пловната сила е Архимедовиот принцип. Тој вели дека предмет потопен во флуид доживува сила нагоре наречена пловна сила, која е еднаква по големина на тежината на флуидот поместен од предметот.
2. Зошто некој предмет се чувствува полесен кога е потопен во вода?
   • одговорКога некој предмет е потопен во вода, тој поместува одреден волумен на вода. Тежината на оваа поместена вода врши нагорна пловна сила врз предметот, што неутрализира дел од неговата тежина, правејќи го да се чувствува полесен.
3. Ако некој предмет лебди на вода, како се споредува неговата тежина со силата на пловење што дејствува на него?
   • одговорАко некој предмет лебди, силата на пловење што дејствува врз него е еднаква на тежината на предметот. Затоа предметот останува во рамнотежа без да потоне или да се издигне.
4. Дали пловната сила дејствува врз предметите во воздухот?
   • одговорДа, пловната сила дејствува врз предметите во која било течност, вклучувајќи го и воздухот. Меѓутоа, бидејќи воздухот е многу помалку густ од течностите како водата, пловната сила во воздухот е многу помала и честопати занемарлива за секојдневните предмети.
5. Зошто некои предмети тонат во вода, додека други пловат?
   • одговорДали некој предмет тоне или лебди зависи од односот помеѓу неговата тежина и силата на пловење. Ако силата на пловење (поради поместената течност) е поголема од тежината на предметот, тој лебди. Ако тежината е поголема, тој тоне.
6. Ако земете шуплива метална топка и цврста метална топка со ист волумен и материјал и ги потопите во вода, која од нив ќе доживее поголема пловна сила?
   • одговорПловната сила зависи од волуменот на поместената течност, а не од масата на предметот. Бидејќи обете топки поместуваат ист волумен на вода, тие би биле изложени на истата пловна сила.
7. Зошто бродовите направени од челик, кој е многу погуст од водата, пловат?
   • одговорБродовите се дизајнирани со големи шупливи простори внатре, што значи дека нивната вкупна просечна густина е помала од онаа на водата. Водата поместена од бродот врши пловна сила што може да ја издржи тежината на бродот, дозволувајќи му да плови.
8. Што ќе се случи ако турнете лебдечка топка подлабоко во водата, а потоа ја пуштите?
   • одговорАко турнете лебдечка топка подлабоко во водата, го зголемувате волуменот на водата што ја поместува, што ја зголемува пловната сила. Кога ќе ја ослободите, зголемената пловна сила ќе ја турка нагоре сè додека не се врати во својата рамнотежна положба.
9. Што се случува со силата на пловење врз потопен објект ако го преместите од слатка вода во солена вода?
   • одговорСолената вода е погуста од слатката вода. Затоа, за ист поместен волумен, силата на пловење во солената вода ќе биде поголема отколку во слатката вода. Значи, некој предмет може да плови повисоко во солената вода отколку во слатката вода.
10. Дали е можно еден објект да биде стабилен во една ориентација (на пр., вертикална), но нестабилен во друга (на пр., хоризонтална) додека лебди во вода?

• одговорДа, стабилноста на лебдечки објект зависи од распределбата на неговата тежина во однос на силата на пловење. Ако центарот на гравитација е директно над центарот на пловење, објектот ќе биде стабилен. Меѓутоа, ако ја промените ориентацијата, односот меѓу центрите може да се промени, што ќе доведе до нестабилност во таа конкретна ориентација.