ਆਰਕੀਮੀਡੀਜ਼ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ ਬਾਰੇ ਲੇਖ
ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਵੱਡਾ ਪੁੰਜ ਵਾਲਾ ਜਹਾਜ਼ ਨਹੀਂ ਡੁੱਬਦਾ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਇੱਕ ਛੋਟਾ ਪੱਥਰ ਡੁੱਬ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਅਜਿਹਾ ਕਿਉਂ ਹੈ? ਜੇਕਰ ਤੁਸੀਂ ਉਛਾਲ ਦੀ ਧਾਰਨਾ ਅਤੇ ਆਰਕੀਮੀਡੀਜ਼ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ ਨੂੰ ਸਮਝਦੇ ਹੋ ਤਾਂ ਜਵਾਬ ਸਿੱਧਾ ਹੈ।
ਰੋਜ਼ਾਨਾ ਜ਼ਿੰਦਗੀ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਦੇਖਾਂਗੇ ਕਿ ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਪਾਈਆਂ ਜਾਣ ਵਾਲੀਆਂ ਵਸਤੂਆਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚੱਟਾਨ, ਦਾ ਭਾਰ ਉਸ ਵਸਤੂ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਵਸਤੂਆਂ ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀਆਂ। ਤੁਹਾਨੂੰ ਜ਼ਮੀਨ ਤੋਂ ਪੱਥਰ ਚੁੱਕਣਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਉਹੀ ਪੱਥਰ ਸਮੁੰਦਰੀ ਪਾਣੀ ਦੇ ਤਲ ਤੋਂ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਚੁੱਕਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਉਛਾਲ ਬਲ ਦੇ ਕਾਰਨ ਹੈ। ਵੱਖ-ਵੱਖ ਡੂੰਘਾਈਆਂ 'ਤੇ ਤਰਲ ਦਬਾਅ ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ ਦੇ ਕਾਰਨ ਉਛਾਲ ਆਉਂਦਾ ਹੈ। ਡੂੰਘਾਈ ਦੇ ਨਾਲ ਤਰਲ ਦਬਾਅ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਤਰਲ ਜਿੰਨਾ ਮੋਟਾ ਹੋਵੇਗਾ, ਤਰਲ ਦਾ ਦਬਾਅ ਓਨਾ ਹੀ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੋਵੇਗਾ। ਜਦੋਂ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਨੂੰ ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਪਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਵਸਤੂ ਦੇ ਸਿਖਰ 'ਤੇ ਤਰਲ ਅਤੇ ਵਸਤੂ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਤਰਲ ਵਿਚਕਾਰ ਦਬਾਅ ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ ਹੋਵੇਗਾ। ਵਸਤੂ ਦੇ ਤਲ 'ਤੇ ਸਥਿਤ ਤਰਲ ਦਾ ਵਸਤੂ ਦੇ ਸਿਖਰ 'ਤੇ ਤਰਲ ਨਾਲੋਂ ਵੱਧ ਦਬਾਅ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ, ਤੁਸੀਂ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਤੈਰਦੀ ਇੱਕ ਵਸਤੂ ਨੂੰ ਦੇਖ ਸਕਦੇ ਹੋ। ਵਸਤੂ ਦੇ ਤਲ 'ਤੇ ਮੌਜੂਦ ਤਰਲ ਦਾ ਦਬਾਅ ਵਸਤੂ ਦੇ ਉੱਪਰਲੇ ਤਰਲ ਨਾਲੋਂ ਵੱਧ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਵਸਤੂ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਮੌਜੂਦ ਤਰਲ ਦੀ ਡੂੰਘਾਈ ਵਸਤੂ ਦੇ ਉੱਪਰ ਵਾਲੇ ਤਰਲ ਨਾਲੋਂ ਵਧੇਰੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ (p2 > ਐੱਚ1).
h 2 ਦੀ ਡੂੰਘਾਈ 'ਤੇ ਤਰਲ ਦਬਾਅ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਹੈ:
h 1 ਦੀ ਡੂੰਘਾਈ 'ਤੇ ਤਰਲ ਦਬਾਅ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਹੈ:
F 2 = ਵਸਤੂ ਦੇ ਤਲ 'ਤੇ ਤਰਲ ਦੁਆਰਾ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ ਬਲ, F 1 = ਵਸਤੂ ਦੇ ਉੱਪਰ ਤਰਲ ਦੁਆਰਾ ਲਗਾਇਆ ਗਿਆ ਬਲ, A = ਵਸਤੂ ਦਾ ਸਤ੍ਹਾ ਖੇਤਰਫਲ।
F 2 ਅਤੇ F 1 ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ ਵਸਤੂ ਉੱਤੇ ਤਰਲ ਦੁਆਰਾ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਕੁੱਲ ਬਲ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ਅਸੀਂ ਉਛਾਲ ਬਲ ਵਜੋਂ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ। ਉਛਾਲ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਇਹ ਹੈ:
F ਉਛਾਲ = F 2 − F 1
F ਉਛਾਲ = (ρ gh 2 A) - (ρ gh 1 A)
F ਉਛਾਲ = ρ g A (h 2 − h 1 )
F ਉਛਾਲ = ρ F g A h
F ਉਛਾਲ = ρ F g V
ρ F = ਤਰਲ ਘਣਤਾ, g = ਗੁਰੂਤਾ ਪ੍ਰਵੇਗ, V = ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਵਸਤੂਆਂ ਦਾ ਆਇਤਨ
ਇਸ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਉਹ ਸਮੀਕਰਨ ਲਿਖ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਜੋ ਉੱਪਰ ਉਛਾਲ (F ਉਛਾਲ) ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਦੱਸਦਾ ਹੈ:
F ਉਛਾਲ = ρ F g V → m = ρ V
F ਉਛਾਲ = m F g
F ਉਛਾਲ = w F
m F g = w F = ਉਸ ਤਰਲ ਦਾ ਭਾਰ ਜਿਸਦਾ ਆਇਤਨ ਡੁਬੋਈ ਹੋਈ ਵਸਤੂ ਦੇ ਆਇਤਨ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ।
ਉਪਰੋਕਤ ਸਮੀਕਰਨ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਅਸੀਂ ਕਹਿ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਉਛਾਲ ਬਲ ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਕੀਤੇ ਜਾ ਰਹੇ ਤਰਲ ਦੇ ਭਾਰ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ, ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਤਰਲ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਡੁਬੋਈ ਗਈ ਵਸਤੂ ਦੇ ਆਇਤਨ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ।
ਜੇਕਰ ਵਸਤੂ ਤਰਲ ਪਦਾਰਥ ਵਿੱਚ ਪਾਈ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤੈਰਦੀ ਹੋਈ, ਜਿੱਥੇ ਵਸਤੂ ਦਾ ਉਹ ਹਿੱਸਾ ਜੋ ਪਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਹਿੱਸਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ,
ਫਿਰ ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਤਰਲ ਦੀ ਮਾਤਰਾ = ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਡੁਬੋਏ ਗਏ ਵਸਤੂ ਦੇ ਹਿੱਸੇ ਦੀ ਮਾਤਰਾ। ਵਸਤੂ ਕੋਈ ਵੀ ਹੋਵੇ ਅਤੇ ਇਸਦੀ ਸ਼ਕਲ ਕਿਵੇਂ ਵੀ ਹੋਵੇ, ਹਰ ਕੋਈ ਇੱਕੋ ਚੀਜ਼ ਦਾ ਅਨੁਭਵ ਕਰੇਗਾ। ਇਹ ਆਰਕੀਮੀਡੀਜ਼ (287-212 ਈਸਾ ਪੂਰਵ) ਦਾ ਕੰਮ ਨਤੀਜਾ ਹੈ, ਜਿਸਨੂੰ ਆਰਕੀਮੀਡੀਜ਼ ਦੇ ਸਿਧਾਂਤ ਵਜੋਂ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਆਰਕੀਮੀਡੀਜ਼ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ:
ਜਦੋਂ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਨੂੰ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਜਾਂ ਅੰਸ਼ਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਡੁਬੋਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਤਰਲ ਵਸਤੂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਉੱਪਰ ਵੱਲ ਬਲ (ਉਤਸ਼ਾਹੀ ਬਲ) ਦੇਵੇਗਾ, ਜਿੱਥੇ ਉੱਪਰ ਵੱਲ ਬਲ (ਉਤਸ਼ਾਹੀ ਬਲ) ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਕੀਤੇ ਜਾ ਰਹੇ ਤਰਲ ਦੇ ਭਾਰ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
ਆਰਕੀਮੀਡੀਜ਼ ਦੀ ਕਹਾਣੀ
ਆਰਕੀਮੀਡੀਜ਼, ਜੋ ਕਿ 287-212 ਈਸਾ ਪੂਰਵ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਰਹਿੰਦਾ ਸੀ, ਨੂੰ ਰਾਜਾ ਹੀਰੋਨ II ਦੁਆਰਾ ਇਹ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਲਈ ਨਿਯੁਕਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ ਕਿ ਕੀ ਰਾਜਾ ਲਈ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਤਾਜ ਸ਼ੁੱਧ ਸੋਨੇ ਦਾ ਬਣਿਆ ਸੀ ਜਾਂ ਨਹੀਂ। ਇਹ ਪਤਾ ਲਗਾਉਣ ਲਈ ਕਿ ਕੀ ਤਾਜ ਸ਼ੁੱਧ ਸੋਨੇ ਦਾ ਬਣਿਆ ਹੈ ਜਾਂ ਤਾਜ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਧਾਤਾਂ ਹਨ, ਆਰਕੀਮੀਡੀਜ਼ ਪਹਿਲਾਂ ਉਲਝਣ ਵਿੱਚ ਸੀ। ਸਮੱਸਿਆ ਇਹ ਹੈ ਕਿ, ਤਾਜ ਦੀ ਸ਼ਕਲ ਅਨਿਯਮਿਤ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਨੂੰ ਪਹਿਲਾਂ ਨਸ਼ਟ ਨਹੀਂ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਤਾਂ ਜੋ ਇਹ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ ਕਿ ਤਾਜ ਸ਼ੁੱਧ ਸੋਨੇ ਦਾ ਬਣਿਆ ਹੈ ਜਾਂ ਨਹੀਂ।
ਇਹ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਦਾ ਵਿਚਾਰ ਹੈ ਕਿ ਤਾਜ ਸ਼ੁੱਧ ਸੋਨੇ ਦਾ ਬਣਿਆ ਹੈ ਜਾਂ ਨਹੀਂ, ਪਹਿਲਾਂ ਤਾਜ ਦਾ ਭਾਰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨਾ ਅਤੇ ਫਿਰ ਇਸਦੀ ਤੁਲਨਾ ਸੋਨੇ ਦੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਗੰਭੀਰਤਾ ਨਾਲ ਕਰਨਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਤਾਜ ਸ਼ੁੱਧ ਸੋਨੇ ਦਾ ਬਣਿਆ ਹੈ, ਤਾਂ ਤਾਜ ਦੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਗੰਭੀਰਤਾ = ਸੋਨੇ ਦੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਗੰਭੀਰਤਾ।
ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਗੰਭੀਰਤਾ ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਵਸਤੂ ਦੇ ਭਾਰ ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਦੇ ਭਾਰ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਅਨੁਪਾਤ ਹੈ ਜਿਸਦਾ ਆਇਤਨ ਵਸਤੂਆਂ ਦੇ ਆਇਤਨ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ। ਗਣਿਤਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਲਿਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ:
ਪਾਣੀ ਦਾ ਭਾਰ ਕਿਵੇਂ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕੀਤਾ ਜਾਵੇ ਜਿਸਦਾ ਆਇਤਨ ਵਸਤੂਆਂ ਦੇ ਆਇਤਨ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੋਵੇ?
ਆਰਕੀਮੀਡੀਜ਼ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਪਾਣੀ ਦਾ ਭਾਰ ਜਿਸਦਾ ਆਇਤਨ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦੇ ਆਇਤਨ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ = ਵਸਤੂ ਦੇ ਡੁੱਬਣ 'ਤੇ ਉਛਾਲ ਬਲ ਦੀ ਮਾਤਰਾ (ਵਸਤੂ ਦਾ ਪੂਰਾ ਹਿੱਸਾ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਡੁਬੋਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ)। ਇਹ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਤੋਲਣ 'ਤੇ ਗੁਆਏ ਗਏ ਵਸਤੂਆਂ ਦੇ ਭਾਰ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ:
ਤਾਜ ਦੀ ਖਾਸ ਗੰਭੀਰਤਾ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਲਈ, ਤਾਜ ਨੂੰ ਪਹਿਲਾਂ ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਤੋਲਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਤਾਜ ਦਾ ਭਾਰ)। ਫਿਰ ਤਾਜ ਨੂੰ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਪਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਫਿਰ ਤਾਜ ਦਾ ਘਟਿਆ ਹੋਇਆ ਭਾਰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਦੁਬਾਰਾ ਤੋਲਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ:
ਤਾਜ ਦੀ ਖਾਸ ਗੰਭੀਰਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਇਸਦੀ ਤੁਲਨਾ ਸੋਨੇ ਦੀ ਖਾਸ ਗੰਭੀਰਤਾ ਨਾਲ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਸੋਨੇ ਦੀ ਖਾਸ ਗੰਭੀਰਤਾ = 19.3। ਜੇਕਰ ਤਾਜ ਦੀ ਖਾਸ ਗੰਭੀਰਤਾ = ਸੋਨੇ ਦੀ ਖਾਸ ਗੰਭੀਰਤਾ, ਤਾਂ ਤਾਜ ਸ਼ੁੱਧ ਸੋਨੇ ਦਾ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪਰ ਜੇਕਰ ਤਾਜ ਸ਼ੁੱਧ ਸੋਨੇ ਦਾ ਨਹੀਂ ਬਣਿਆ ਹੈ, ਤਾਂ ਤਾਜ ਦੀ ਖਾਸ ਗੰਭੀਰਤਾ ਸੋਨੇ ਦੀ ਖਾਸ ਗੰਭੀਰਤਾ ਵਰਗੀ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ।
ਜਹਾਜ਼ ਕਿਉਂ ਨਹੀਂ ਡੁੱਬਦਾ?
ਜੇਕਰ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦੀ ਘਣਤਾ ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੈ, ਤਾਂ ਵਸਤੂ ਤੈਰਦੀ ਰਹੇਗੀ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਜੇਕਰ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦੀ ਘਣਤਾ ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ, ਤਾਂ ਵਸਤੂ ਡੁੱਬ ਜਾਵੇਗੀ। ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਜਹਾਜ਼ ਲੋਹੇ ਅਤੇ ਸਟੀਲ ਦੇ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਲੋਹੇ ਅਤੇ ਸਟੀਲ ਦੀ ਘਣਤਾ = 7.8 x 10 3 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3 ਜਦੋਂ ਕਿ ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ = 1.00 x 10 3 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3। ਅਜਿਹਾ ਲਗਦਾ ਹੈ ਕਿ ਲੋਹੇ ਅਤੇ ਸਟੀਲ ਦੀ ਘਣਤਾ ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ। ਇਸ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ, ਲੋਹੇ ਅਤੇ ਸਟੀਲ ਦੀ ਖਾਸ ਗੰਭੀਰਤਾ = 7.8। ਜਹਾਜ਼ ਇੱਕ ਸਿੰਕ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਜਹਾਜ਼ ਕਿਉਂ ਨਹੀਂ ਡੁੱਬਦਾ? ਜਹਾਜ਼ ਦੀ ਕੁੱਲ ਘਣਤਾ ਪਾਣੀ ਜਾਂ ਸਮੁੰਦਰੀ ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੈ।
ਉਦਾਹਰਨ ਸਮੱਸਿਆ 1:
40 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਭਾਰ ਵਾਲਾ ਇੱਕ ਪੱਥਰ ਇੱਕ ਤਲਾਅ ਦੇ ਤਲ 'ਤੇ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਪੱਥਰ ਦਾ ਆਇਤਨ = 0.2 m3 ਹੈ, ਤਾਂ ਪੱਥਰ ਨੂੰ ਚੁੱਕਣ ਲਈ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਕਿੰਨੀ ਤਾਕਤ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ?
ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ:
ਪੱਥਰ ਦਾ ਪੁੰਜ (ਮੀਟਰ) = 40 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ
ਪੱਥਰ ਦਾ ਆਇਤਨ (V) = 0.02 m 3
ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ = 1000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3
ਗੁਰੂਤਾ ਪ੍ਰਵੇਗ (g) = 10 ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2
ਲੋੜੀਂਦਾ: ਘੱਟੋ-ਘੱਟ F
ਦਾ ਹੱਲ:
F ਉਛਾਲ = w F
F ਉਛਾਲ = m F g → m = pV
F ਉਛਾਲ = ρ F g V
F ਉਛਾਲ = (1000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3 )(10 ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2 )(0.02 ਮੀਟਰ 3 )
F ਉਛਾਲ = 200 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2
F ਉਛਾਲ = 200 N
ਪੱਥਰ ਦਾ ਭਾਰ (w) = ਮਿਲੀਗ੍ਰਾਮ
ਪੱਥਰ ਦਾ ਭਾਰ = (40 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ)(10 ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2 )
ਪੱਥਰ ਦਾ ਭਾਰ = 400 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2
ਪੱਥਰ ਦਾ ਭਾਰ = 400 N
ਪੱਥਰ ਨੂੰ ਚੁੱਕਣ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦੀ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਤਾਕਤ :
ਪੱਥਰ ਦਾ ਭਾਰ - ਉਛਾਲ ਬਲ = 400 N – 200 N = 200 N
ਉਦਾਹਰਨ ਸਮੱਸਿਆ 2:
ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਵਸਤੂ ਦਾ ਭਾਰ = 5000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਮੀਟਰ/ਸੈਕੇਂਡ 2 ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਵਸਤੂ ਦਾ ਭਾਰ = 4000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਮੀਟਰ/ਸੈਕੇਂਡ 2। ਜੇਕਰ ਵਸਤੂ ਦੀ ਘਣਤਾ = 2000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3 ਹੈ, ਤਾਂ ਵਸਤੂ ਦਾ ਪੁੰਜ ਅਤੇ ਆਇਤਨ ਕੀ ਹੈ? g = 10 ਮੀਟਰ/ਸੈਕੇਂਡ 2
ਦਾ ਹੱਲ
ਗੁਰੂਤਾ ਪ੍ਰਵੇਗ (g) = 10 ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2
ਵਸਤੂ ਦੀ ਘਣਤਾ = 2000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3
ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ = 1000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3
ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਵਸਤੂ ਦਾ ਭਾਰ = 5000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2
ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਵਸਤੂ ਦਾ ਭਾਰ = 4000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2
ਉਛਾਲ ਬਲ (F ਉਛਾਲ) = ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਵਸਤੂ ਦਾ ਭਾਰ - ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਵਸਤੂ ਦਾ ਭਾਰ
F ਉਛਾਲ = 5000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2 – 4000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2
F ਉਛਾਲ = 1000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2
F ਉਛਾਲ = ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਪਾਣੀ ਦਾ ਭਾਰ
F ਉਛਾਲ = (ਪਾਣੀ ਦਾ ਪੁੰਜ)(g)
F ਉਛਾਲ = (ਪਾਣੀ ਦੇ ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਹੋਣ ਦੀ ਮਾਤਰਾ) (ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ) (g)
ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਪਾਣੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ = ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਵਸਤੂ ਦੀ ਮਾਤਰਾ
ਵਸਤੂ ਦਾ ਆਇਤਨ = 0.1 ਮੀਟਰ 3
ਵਸਤੂ ਦਾ ਪੁੰਜ = ?
ρ = m/V
ਮੀ = ρ ਵੀ
m = (2000 kg / m 3 )(0.1 m 3 )
ਮੀ = 200 ਕਿਲੋ
ਵਸਤੂ ਦਾ ਪੁੰਜ = 200 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ
ਉਦਾਹਰਨ ਸਮੱਸਿਆ 3:
ਜੇਕਰ ਇੱਕ ਗੁਬਾਰੇ ਨੂੰ 500 ਕਿਲੋ ਭਾਰ ਚੁੱਕਣਾ ਪਵੇ ਤਾਂ ਕਿੰਨੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਹੀਲੀਅਮ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ?
ਦਾ ਹੱਲ:
ਹੀਲੀਅਮ ਦੀ ਘਣਤਾ = 0.1786 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3
ਹਵਾ ਦੀ ਘਣਤਾ = 1.293 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3
ਉਛਾਲ ਬਲ = ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਹਵਾ ਦਾ ਭਾਰ = ਵਸਤੂ ਦਾ ਭਾਰ + ਹੀਲੀਅਮ ਦਾ ਭਾਰ
ਉਛਾਲ ਬਲ = ਵਸਤੂ ਦਾ ਭਾਰ + ਹੀਲੀਅਮ ਦਾ ਭਾਰ
ਉਛਾਲ ਬਲ = (ਭਾਰ ਦਾ ਪੁੰਜ)(g) + (ਹੀਲੀਅਮ ਦਾ ਪੁੰਜ)(g)
ਉਛਾਲ ਬਲ = (ਲੋਡ ਦਾ ਪੁੰਜ + ਹੀਲੀਅਮ ਦਾ ਪੁੰਜ)g —- ਸਮੀਕਰਨ 1
ਉਛਾਲ ਬਲ = ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਹਵਾ ਦਾ ਭਾਰ
ਉਛਾਲ ਬਲ = (ਹਵਾ ਦਾ ਪੁੰਜ ਜੋ ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ)(g) —- ਸਮੀਕਰਨ 2
ਅਸੀਂ ਸਮੀਕਰਨ 1 ਅਤੇ ਸਮੀਕਰਨ 2 ਨੂੰ ਜੋੜਦੇ ਹਾਂ:
(ਭਾਰ ਦਾ ਪੁੰਜ + ਹੀਲੀਅਮ ਦਾ ਪੁੰਜ)(g) = (ਹਵਾ ਦਾ ਪੁੰਜ ਜੋ ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ)(g)
ਭਾਰ ਦਾ ਪੁੰਜ + ਹੀਲੀਅਮ ਦਾ ਪੁੰਜ = ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਹਵਾ ਦਾ ਪੁੰਜ
500 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ + (ρ ਹੀਲੀਅਮ)(V ਹੀਲੀਅਮ) = (ρ ਪਾਣੀ)(V ਪਾਣੀ)
500 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ = (ρ ਪਾਣੀ)(V ਪਾਣੀ) – (ρ ਹੀਲੀਅਮ)(V ਹੀਲੀਅਮ)
ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਹਵਾ ਦੀ ਮਾਤਰਾ (V ਹਵਾ) = ਗੁਬਾਰੇ ਵਿੱਚ ਹੀਲੀਅਮ ਦੀ ਮਾਤਰਾ (V ਹੀਲੀਅਮ)
500 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ = (ρ ਪਾਣੀ - ρ ਹੀਲੀਅਮ) (V)
ਇਹ ਧਰਤੀ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਭਾਰ ਚੁੱਕਣ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦੀ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਹੀਲੀਅਮ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਹੈ। ਗੁਬਾਰੇ ਨੂੰ ਉੱਚਾ ਤੈਰਨ ਲਈ, ਹੀਲੀਅਮ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਜੋੜਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਹੀਲੀਅਮ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਵਧਾਉਣੀ ਪੈਂਦੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਹਵਾ ਦੀ ਘਣਤਾ ਉਚਾਈ ਦੇ ਨਾਲ ਘਟਦੀ ਹੈ।
