उछाल बल - समस्या र समाधानहरू

उछाल बल - समस्या र समाधानहरू

१. लम्बाइ = २.५ मिटर, चौडाइ = ०.५ मिटर र उचाइ = ०.४ मिटर भएको काठको ब्लक। घनत्व पानीको मात्रा १००० किलोग्राम/मीटर छ³यदि ब्लक पानीमा राखिएको छ भने, के हुन्छ? उछाल बल… गुरुत्वाकर्षणको कारणले हुने प्रवेग १० N/kg छ।

ज्ञात:

ब्लकको आयतन (V) = लम्बाइ x चौडाइ x उचाइ = २.५ x ०.५ x ०.४ = ०.५ मिटर³

पानीको घनत्व (ρ) = १००० किलोग्राम/मीटर³

गुरुत्वाकर्षणको कारणले गति (छ) = १० नाइट्रोजन/किलोग्राम

चाहियो: उछाल बलको परिमाण

समाधान:

उछाल बलको सूत्र:

F = ρ g V

एफ = उछाल बल, ρ = पानीको घनत्व, g = गुरुत्वाकर्षणको कारणले हुने प्रवेग, V = आयतन

F = (१०००)(१०)(०.५) = (१०००)(५) = ५००० न्यूटन

२. हावामा कुनै वस्तुको तौल १०० नाइट्रेन हुन्छ। वस्तुलाई तरल पदार्थमा राखिएको हुन्छ। तरल पदार्थको आयतनमा वृद्धि १.५ मिटर हुन्छ।³यदि तरल पदार्थको विशिष्ट तौल १० N/m छ भने³, तरल पदार्थमा वस्तुको तौल कति हुन्छ?

ज्ञात:

वस्तुको वजन हावामा (w) = १०० न्यूटन

तरल पदार्थको आयतनमा वृद्धि = तरल पदार्थमा रहेको वस्तुको आयतन (V) = १.५ मिटर³

तरल पदार्थको विशिष्ट तौल = १० नाइट्रोजन/मिटर³

चाहियो: तरल पदार्थमा वस्तुको तौल

समाधान:

तरल पदार्थमा वस्तुको तौल = हावामा वस्तुको तौल - उथलपुथल बल

तरल पदार्थमा वस्तुको तौल = १०० न्यूटन – उत्तेजक बल

उछाल बलको सूत्र:

F_A = ρ g V

F_A = उछाल बल = पानीमा रहेको वस्तुमा तरल पदार्थले लगाएको बल

ρ = तरल पदार्थको घनत्व

g = गुरुत्वाकर्षणको कारणले हुने प्रवेग

V = तरल पदार्थमा वस्तुको आयतन

विशिष्ट तौल:

तरल पदार्थको विशिष्ट भार = १० नाइट्रोजन/मिटर³

w / V = ​​१० N/m³

मिलीग्राम / वी = १० एन/मी³

m (१०) / V = ​​१० N/m³

m / V = ​​१ किलोग्राम/मिटर³

ρ = १ किलोग्राम/मिटर³

तरल पदार्थको घनत्व १ किलोग्राम/मीटर छ³

उछाल बलको परिमाण :

F_A = ρ g V = (१ किलोग्राम/मिटर)³)(९.८ मिटर/सेकेन्ड²)(०.०२ मिटर³) = ७५० किलोग्राम मी/सेकेन्ड² = ३० न्यूटन

तरल पदार्थमा वस्तुको तौल:

तरल पदार्थमा वस्तुको तौल = १०० न्यूटन – १५ न्यूटन

तरल पदार्थमा वस्तुको तौल = ८५ न्यूटन

3. समुद्रमा यात्रा गरिरहेको जहाज फराकिलो र गहिरो नदीमा प्रवेश गर्छ। Tसमुद्री पानीको घनत्व ११०० किलोग्राम/मीटर छ³, को नदीको पानीको घनत्व १००० किलोग्राम/ छm³. तुलना निर्धारण गर्नुहोस् वस्तुको आयतन समुद्री पानीमा छ र in नदीको पानी।

क. २:३

ख. ३:२

ग. ४:९

घ. ९:४

ज्ञात:

समुद्री पानीको घनत्व (ρ)₁) = १००० किलोग्राम/मिटर³

नदीको पानीको घनत्व (ρ₂) = १००० किलोग्राम/मिटर³

चाहिएको: Cको तुलना वस्तुको आयतन समुद्री पानीमा छ र in नदीको पानी। को तुलना वस्तुको आयतन समुद्री पानीमा छ र in नदीको पानी।

समाधान:

If वस्तु हो फ्लोटिंग tहेन बाउयन्ट फोर्स (F)_B) = वजन (w):

आर्किमिडीज' सिद्धान्त बताउँछ कि उत्तेजक बलले वस्तुमा कार्य गर्दछ तरल पदार्थ (पानी) यसले विस्थापित गर्ने तरल पदार्थ (पानी) को तौल बराबर हुन्छ। तरल पदार्थ (पानी) मा वस्तुको आयतन सारिएको तरल पदार्थ (पानी) को आयतन बराबर हुन्छ।

समुद्री पानी र भित्र वस्तुको आयतनको तुलना नदीको पानी:

सही उत्तर B हो।

4. १९३ ग्राम पिण्ड भएको सुन ८००० डाइनको माथिल्लो बल भएको केरोसिनमा हुन्छ। यदि गुरुत्वाकर्षणको कारणले हुने प्रवेग १० मिटर/सेकेन्ड छ² र को घनत्व मट्टितेल ०.८ ग्राम/सेमी छ³त्यसपछि निर्धारण गर्नुहोस् को को घनत्व सुन

A. १०.५ ग्राम/सेमी³

ख. ८.५ ग्राम/सेमी³

सी. ६.४ ग्राम/सेमी³

घ. ४.८ ग्राम/सेमी³

ज्ञात:

सुनको पिण्ड (मि._सुन) = २०० ग्राम = ०.२ किलोग्राम

गुरुत्वाकर्षणको कारणले हुने प्रवेग (g) = १० m/s²

उछाल बल (F)_A) = ८००० डाइन = ८ x १०³ डाइन = (८ x १०)³)(०.५^-5 उ) = ८ x १०^-2 N = ४३ न्यूटन

मट्टितेलको घनत्व (ρ) = ०.८ ग्राम/सेमी³ = 800 kg/m³

चाहियो: सुनको घनत्व

समाधान:

हावामा सुनको तौल:

w = मिलीग्राम = ρ_b V g —– समीकरण १

V भनेको मट्टितेलमा सुनको आयतन हो।

उछाल बल (F)_B) हावामा सुनको तौल बराबर (w) मट्टितेलमा सुनको तौल घटाएर (w'):

w – w' = F_A

w – w' = ρ_f V g —– समीकरण १

V भनेको मट्टितेलमा सुनको आयतन हो।

माथिका दुवै समीकरणहरू तल फेरि लेख्न सकिन्छ:

सहि उत्तर C हो।

1. उछाल बल पछाडिको आधारभूत सिद्धान्त के हो?
   • उत्तर: उथलपुथल बलको पछाडिको आधारभूत सिद्धान्त आर्किमिडीजको सिद्धान्त हो। यसले बताउँछ कि तरल पदार्थमा डुबेको वस्तुले माथितिरको बल अनुभव गर्छ जसलाई उथलपुथल बल भनिन्छ जुन वस्तुले विस्थापित तरल पदार्थको तौल बराबर हुन्छ।
2. पानीमा डुब्दा कुनै वस्तु किन हलुका महसुस हुन्छ?
   • उत्तर: जब कुनै वस्तु पानीमा डुबाइन्छ, यसले पानीको एक निश्चित मात्रालाई विस्थापित गर्छ। यो विस्थापित पानीको तौलले वस्तुमा माथितिर उफ्रिने बल प्रयोग गर्छ, जसले वस्तुको तौलको केही भागलाई प्रतिरोध गर्छ, जसले गर्दा वस्तु हल्का महसुस हुन्छ।
3. यदि कुनै वस्तु पानीमा तैरन्छ भने, त्यस वस्तुको तौल त्यसमा लाग्ने उथलपुथल बलसँग कसरी तुलना गरिन्छ?
   • उत्तर: यदि कुनै वस्तु तैरन्छ भने, त्यसमा काम गर्ने उथलपुथल बल वस्तुको तौल बराबर हुन्छ। त्यसैले वस्तु डुब्ने वा नउठ्ने गरी सन्तुलनमा रहन्छ।
4. के हावामा रहेका वस्तुहरूमा उछाल बलले काम गर्छ?
   • उत्तर: हो, हावा सहित कुनै पनि तरल पदार्थमा रहेका वस्तुहरूमा उथलपुथल बलले काम गर्छ। यद्यपि, पानी जस्ता तरल पदार्थहरू भन्दा हावा धेरै कम घनत्व भएकोले, हावामा उथलपुथल बल धेरै सानो हुन्छ र प्रायः दैनिक प्रयोग हुने वस्तुहरूको लागि नगण्य हुन्छ।
5. किन केही वस्तुहरू पानीमा डुब्छन् भने केही तैरिन्छन्?
   • उत्तर: कुनै वस्तु डुब्छ वा तैरिन्छ भन्ने कुरा त्यसको तौल र उथलपुथल बल बीचको सम्बन्धमा निर्भर गर्दछ। यदि उथलपुथल बल (विस्थापित तरल पदार्थको कारणले) वस्तुको तौल भन्दा बढी छ भने, यो तैरिन्छ। यदि तौल बढी छ भने, यो डुब्छ।
6. यदि तपाईंले एउटै आयतन र पदार्थको खोक्रो धातुको बल र ठोस धातुको बल लिनुभयो र तिनीहरूलाई पानीमा डुबाउनुभयो भने, कुनले बढी उछाल बल अनुभव गर्नेछ?
   • उत्तर: उत्तेजक बल वस्तुको पिण्डमा नभई विस्थापित तरल पदार्थको आयतनमा निर्भर गर्दछ। दुबै बलहरूले पानीको समान आयतनलाई विस्थापित गर्ने भएकाले, तिनीहरूले उस्तै उत्तेजक बल अनुभव गर्नेछन्।
7. पानीभन्दा धेरै घना स्टीलले बनेका जहाजहरू किन तैरिन्छन्?
   • उत्तर: जहाजहरू भित्र ठूला खोक्रो ठाउँहरू राखेर डिजाइन गरिएका हुन्छन्, जसको अर्थ तिनीहरूको समग्र औसत घनत्व पानीको भन्दा कम हुन्छ। जहाजले विस्थापित गरेको पानीले एक उछालिएको बल प्रयोग गर्छ जसले जहाजको तौललाई समर्थन गर्न सक्छ, जसले गर्दा जहाज तैरिन सक्छ।
8. यदि तपाईंले तैरिरहेको बललाई पानीमा गहिरो धकेल्नुभयो र त्यसपछि छोड्नुभयो भने, के हुन्छ?
   • उत्तर: यदि तपाईंले तैरिरहेको बललाई पानीमा गहिरो धकेल्नुभयो भने, तपाईंले यसले विस्थापित गर्ने पानीको आयतन बढाइरहनुभएको छ, जसले गर्दा उछाल बल बढ्छ। जब तपाईंले यसलाई छोड्नुहुन्छ, बढेको उछाल बलले यसलाई माथितिर धकेल्नेछ जबसम्म यो यसको सन्तुलन स्थितिमा फर्किँदैन।
9. यदि तपाईंले कुनै डुबेको वस्तुलाई ताजा पानीबाट नुनिलो पानीमा सार्नुहुन्छ भने त्यसमा हुने उछाल बललाई के हुन्छ?
   • उत्तर: नुनिलो पानी ताजा पानी भन्दा घना हुन्छ। त्यसैले, विस्थापित समान आयतनको लागि, नुनिलो पानीमा उछाल बल ताजा पानी भन्दा बढी हुनेछ। त्यसैले, कुनै वस्तु ताजा पानी भन्दा नुनिलो पानीमा माथि तैरिन सक्छ।
10. के पानीमा तैरिरहेको बेला कुनै वस्तु एउटा दिशामा स्थिर (जस्तै, ठाडो) तर अर्कोमा अस्थिर (जस्तै, तेर्सो) हुन सम्भव छ?

• उत्तर: हो, तैरिरहेको वस्तुको स्थिरता उछाल बलको सापेक्षमा यसको तौलको वितरणमा निर्भर गर्दछ। यदि गुरुत्वाकर्षण केन्द्र उछाल केन्द्रभन्दा ठीक माथि छ भने, वस्तु स्थिर हुनेछ। यद्यपि, यदि तपाईंले अभिमुखीकरण परिवर्तन गर्नुभयो भने, केन्द्रहरू बीचको सम्बन्ध परिवर्तन हुन सक्छ, जसले गर्दा त्यो विशेष अभिमुखीकरणमा अस्थिरता आउन सक्छ।