Forza galleġġjanti – problemi u soluzzjonijiet

Forza galleġġjanti – problemi u soluzzjonijiet

1. Blokk injam b'tul = 2.5 m, wisa' = 0.5 m u għoli = 0.4 m. Id- densità tal-ilma hija 1000 kg/m3 ^. Jekk il-blokk jitqiegħed fl-ilma, x'inhi l- forza tal-galleġġjament ... L-aċċelerazzjoni minħabba l-gravità hija 10 N/kg.

Magħruf:

Volum tal-blokka (V) = tul x wisa' x għoli = 2.5 x 0.5 x 0.4 = 0.5 ^m³

Densità tal-ilma (ρ) = 1000 kg/ ^m³

Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 N/kg

Meħtieġa: Il-kobor tal-forza galleġġjanti

Soluzzjoni:

Formula tal-forza galleġġjanti:

F = ρgV

F = forza ta' galleġġjabilità , ρ = densità tal-ilma , g = aċċelerazzjoni minħabba l-gravità , V = volum

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

2. Il-piż ta' oġġett fl-arja huwa 100 N. L-oġġett jitqiegħed f'likwidu. Iż-żieda fil-volum tal-likwidu hija 1.5 m3 ^. Jekk il-piż speċifiku tal-likwidu huwa 10 N/m3 ^, x'inhu l-piż tal-oġġett fil-likwidu?

Magħruf:

Piż tal-oġġett fl-arja (w) = 100 Newton

Żieda fil-volum tal-likwidu = volum tal-oġġett fil-likwidu (V) = 1.5 ^m3

Piż speċifiku tal-likwidu = 10 N/ ^m³

Meħtieġ: Il-piż tal-oġġett f'likwidu

Soluzzjoni:

Piż tal-oġġett fil-likwidu = piż tal-oġġett fl-arja – forza ta' galleġġjabilità

Piż tal-oġġett f'likwidu = 100 Newton – forza ta' galleġġjabilità

Formula tal-forza galleġġjanti:

F _A = ​​ρ g V

F _A = ​​forza ta' galleġġjabilità = il-forza eżerċitata mil-likwidi fuq l-oġġett fl-ilma

ρ = densità tal-likwidu

g = aċċelerazzjoni minħabba l-gravità

V = il-volum tal-oġġett fil-likwidu

Piż speċifiku:

Piż speċifiku tal-likwidu = 10 N/ ^m³

w / V = ​​10 N/ ^m³

mg / V = ​​10 N/ ^m³

m (10) / V = ​​10 N/ ^m³

m / V = ​​1 kg/ ^m³

ρ = 1 kg/ ^m³

Id-densità tal-likwidu hija 1 kg/ ^m³

Il-kobor tal-forza tal-galleġġjabilità :

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

Piż tal-oġġett fil-fluwidu:

Piż tal-oġġett fil-fluwidu = 100 Newton – 15 Newton

Piż tal-oġġett fil-fluwidu = 85 Newton

3. Bastiment li jbaħħar fil-baħar jidħol f'xmara wiesgħa u fonda. Id -densità tal-ilma baħar hija 1100 kg/m3 ^, id- densità tal-ilma tax-xmara hija 1000 kg/ m3 . Iddetermina paragun tal- volum tal-oġġett li jinsab fl-ilma baħar u ^fl - ilma tax-xmara.

A. 11: 10

B. 10: 11

Ċ. 121: 100

D. 1: 1

Magħruf:

Densità tal-ilma baħar (ρ1 ₎ = 1100 kg/ ^m3

Densità tal-ilma tax-xmara (ρ2 ₎ = 1000 kg/ ^m3

Mixtieq: Paragun tal- volum tal-oġġett huwa f'ilma baħar u f'ilma tax-xmara. paragun tal- volum tal-oġġett huwa f'ilma baħar u f'ilma tax-xmara.

Soluzzjoni:

Jekk l-oġġett ikun qed jgħum allura l-forza tal-galleġġjabilità (F _B ) = il-piż (w):

Il-prinċipju ta' Arkimede jgħid li l-forza ta' galleġġjabilità li taġixxi fuq oġġett fi fluwidu (ilma) hija ugwali għall-piż tal-fluwidu (ilma) li jisposta. Il-volum tal-oġġett fil-fluwidu (ilma) huwa ugwali għall-volum tal-fluwidu (ilma) li jiġi mċaqlaq.

Paragun tal-volum tal-oġġett fl-ilma baħar u fl-ilma ilma tax-xmara:

It-tweġiba t-tajba hija B.

4. Id-deheb, li l-massa tiegħu hija ta' 193 gramma, jinsab fil-pitrolju li għandu forza 'l fuq ta' 8000 dina. Jekk l- aċċelerazzjoni minħabba l-gravità hija ta' 10 m/s² ^u d -densità tal-pitrolju hija ta' 0.8 gr/cm³ ^, allura ddetermina d -densità tad-deheb.

A. 1.93 gr/ ^ċm3

B. 8.65 gr/ ^ċm3

Ċ. 19.3 gr/ ^ċm3

D. 193 gr/ ^ċm3

Magħruf:

Massa tad-deheb (m _deheb ) = 193 grammi = 0.193 kg

Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/ ^s²

Forza ta' galleġġjabilità (F _A ) = 8000 dina = 8 x 10³ ^dina = (8 x 10³ ⁾ ( ^10⁻⁵ N) = 8 x ^10⁻⁵ N = 0.08 Newton

Densità tal-pitrolju (ρ) = 0.8 gr/cm3 ⁼ 800 kg/ ^m3

Meħtieġa: Densità tad-deheb

Soluzzjoni:

Piż tad-deheb fl-arja:

w = mg = ρ _b V g —– Ekwazzjoni 1

V huwa l-volum tad-deheb fil-pitrolju.

Forza ta' galleġġjabilità (F _B ) ugwali għall-piż tad-deheb fl-arja (w) nieqes il-piż tad-deheb fil-pitrolju (w'):

w – w' = F _A

w – w' = ρ _f V g —– Ekwazzjoni 2

V huwa l-volum tad-deheb fil-pitrolju.

Iż-żewġ ekwazzjonijiet ta’ hawn fuq jistgħu jinkitbu mill-ġdid hawn taħt:

It-tweġiba t-tajba hija C.

1. X'inhu l-prinċipju fundamentali wara l-forza galleġġjanti?
   • TweġibaIl-prinċipju fundamentali wara l-forza tal-galleġġjabilità huwa l-Prinċipju ta' Arkimede. Dan jiddikjara li oġġett mgħaddas fi fluwidu jesperjenza forza 'l fuq imsejħa l-forza tal-galleġġjabilità li hija ugwali fil-kobor għall-piż tal-fluwidu spostat mill-oġġett.
2. Għaliex oġġett iħossu eħfef meta jkun mgħaddas fl-ilma?
   • TweġibaMeta oġġett ikun mgħaddas fl-ilma, dan jiżloq ċertu volum ta' ilma. Il-piż ta' dan l-ilma spostat jeżerċita forza 'l fuq li tgħolli 'l fuq fuq l-oġġett, li tikkontrobatti parti mill-piż tal-oġġett, u b'hekk iħossu eħfef.
3. Jekk oġġett jgħum fuq l-ilma, il-piż tal-oġġett kif jitqabbel mal-forza li żżomm f'wiċċ l-ilma li taġixxi fuqu?
   • TweġibaJekk oġġett jgħum f'wiċċ l-ilma, il-forza galleġġjanti li taġixxi fuqu hija ugwali għall-piż tal-oġġett. Huwa għalhekk li l-oġġett jibqa' f'ekwilibriju mingħajr ma jegħreq jew jogħla.
4. Il-forza tal-galleġġjabilità taġixxi fuq oġġetti fl-arja?
   • TweġibaIva, il-forza tal-galleġġjabilità taġixxi fuq oġġetti fi kwalunkwe fluwidu, inkluża l-arja. Madankollu, minħabba li l-arja hija ħafna inqas densa minn likwidi bħall-ilma, il-forza tal-galleġġjabilità fl-arja hija ħafna iżgħar u ħafna drabi negliġibbli għal oġġetti ta' kuljum.
5. Għaliex xi oġġetti jegħrqu fl-ilma filwaqt li oħrajn jgħumu?
   • TweġibaJekk oġġett jegħreqx jew jgħum jiddependi mir-relazzjoni bejn il-piż tiegħu u l-forza tal-galleġġjabilità. Jekk il-forza tal-galleġġjabilità (minħabba l-fluwidu spostat) hija akbar mill-piż tal-oġġett, dan jgħum. Jekk il-piż huwa akbar, jegħreq.
6. Kieku kellek tieħu ballun tal-metall vojt minn ġewwa u ballun tal-metall solidu tal-istess volum u materjal, u tgħaddashom fl-ilma, liema minnhom tesperjenza forza ta' galleġġjabilità akbar?
   • TweġibaIl-forza tal-galleġġjabilità tiddependi fuq il-volum tal-fluwidu spostat u mhux fuq il-massa tal-oġġett. Peress li ż-żewġ blalen spostaw l-istess volum ta' ilma, jesperjenzaw l-istess forza tal-galleġġjabilità.
7. Għaliex il-vapuri magħmulin mill-azzar, li huwa ħafna aktar dens mill-ilma, jgħumu?
   • TweġibaIl-bastimenti huma ddisinjati bi spazji vojta kbar ġewwa, li jfisser li d-densità medja ġenerali tagħhom hija inqas minn dik tal-ilma. L-ilma spostat mill-bastiment jeżerċita forza galleġġjanti li tista' ssostni l-piż tal-bastiment, u b'hekk jippermettilu jżomm f'wiċċ l-ilma.
8. Jekk timbotta ballun f'wiċċ l-ilma iktar fil-fond fl-ilma u mbagħad tirrilaxxah, x'se jiġri?
   • TweġibaJekk timbotta ballun f'wiċċ l-ilma aktar fil-fond, tkun qed iżżid il-volum ta' ilma li tiċċaqlaq, u dan iżid il-forza tal-galleġġjabilità. Meta tirrilaxxah, il-forza tal-galleġġjabilità miżjuda timbottah 'il fuq sakemm jerġa' lura għall-pożizzjoni ta' ekwilibriju tiegħu.
9. X'jiġri mill-forza tal-galleġġjabilità fuq oġġett mgħaddas jekk iċċaqilqu minn ilma ħelu għal ilma mielaħ?
   • TweġibaL-ilma mielaħ huwa aktar dens mill-ilma ħelu. Għalhekk, għall-istess volum spostat, il-forza tal-galleġġjabilità fl-ilma mielaħ se tkun akbar milli fl-ilma ħelu. Għalhekk, oġġett jista' jżomm f'wiċċ l-ilma ogħla fl-ilma mielaħ milli fl-ilma ħelu.
10. Huwa possibbli li oġġett ikun stabbli f'orjentazzjoni waħda (eż., vertikali) iżda instabbli f'oħra (eż., orizzontali) waqt li jkun qed jgħum fl-ilma?

• TweġibaIva, l-istabbiltà ta' oġġett li jżomm f'wiċċ l-ilma tiddependi mid-distribuzzjoni tal-piż tiegħu relattiva għall-forza tal-galleġġjabilità. Jekk iċ-ċentru tal-gravità jkun direttament 'il fuq miċ-ċentru tal-galleġġjabilità, l-oġġett ikun stabbli. Madankollu, jekk tbiddel l-orjentazzjoni, ir-relazzjoni bejn iċ-ċentri tista' tinbidel, u dan iwassal għal instabbiltà f'dik l-orjentazzjoni partikolari.