ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਸੰਤੁਲਨ ਵਿੱਚ ਤੈਰਨਾ - ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਅਤੇ ਹੱਲ
1. ਦੋ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਤਰਲ ਪਦਾਰਥਾਂ ਵਿੱਚ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਇੱਕ ਬਲਾਕ। ਤਰਲ A ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਵਸਤੂ ਦਾ 0.6 ਹਿੱਸਾ ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਤਰਲ B ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਵਸਤੂ ਦਾ 0.5 ਹਿੱਸਾ ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਤਰਲ A ਅਤੇ ਤਰਲ B ਦੀ ਘਣਤਾ ਦਾ ਅਨੁਪਾਤ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰੋ।
ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ:
ਬਲਾਕ ਦੀ ਘਣਤਾ = x
ਤਰਲ A ਵਿੱਚ ਵਸਤੂ ਦਾ ਹਿੱਸਾ = 0.6
ਤਰਲ A ਦੀ ਘਣਤਾ = y
ਤਰਲ B ਵਿੱਚ ਵਸਤੂ ਦਾ ਹਿੱਸਾ = 0.5
ਤਰਲ B ਦੀ ਘਣਤਾ = z
ਲੋੜੀਂਦਾ: ਤਰਲ A ਅਤੇ ਤਰਲ B ਦੀ ਘਣਤਾ ਦਾ ਅਨੁਪਾਤ (y: z)
ਹੱਲ:
ਸਮੀਕਰਨ 2 ਵਿੱਚ x ਨੂੰ ਸਮੀਕਰਨ 1 ਵਿੱਚ x ਨਾਲ ਬਦਲੋ:
2. ਇੱਕ ਵਸਤੂ ਨੂੰ ਤਰਲ P ਵਿੱਚ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਵਸਤੂ ਦਾ 0.5 ਹਿੱਸਾ ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਵਸਤੂ ਨੂੰ ਤਰਲ Q ਵਿੱਚ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਵਸਤੂ ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਹੇਠਾਂ ਦਿੱਤੀ ਤਸਵੀਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਤਰਲ P ਦੀ ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਤਰਲ Q ਦਾ ਅਨੁਪਾਤ ਕੀ ਹੈ?
ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ:
ਵਸਤੂ ਦੀ ਘਣਤਾ = x
ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਵਸਤੂ ਦਾ ਹਿੱਸਾ P = 1/2 = 0.5
ਤਰਲ ਦੀ ਘਣਤਾ P = y
ਤਰਲ Q = 1 ਵਿੱਚ ਵਸਤੂ ਦਾ ਹਿੱਸਾ
ਤਰਲ Q ਦੀ ਘਣਤਾ = z
ਲੋੜੀਂਦਾ: ਤਰਲ P ਅਤੇ ਤਰਲ Q ਦੀ ਘਣਤਾ ਦਾ ਅਨੁਪਾਤ (y: z)
ਹੱਲ:
ਸਮੀਕਰਨ 2 ਵਿੱਚ x ਨੂੰ ਸਮੀਕਰਨ 1 ਵਿੱਚ x ਨਾਲ ਬਦਲੋ:
3. ਤੇਲ ਵਿੱਚ ਤੈਰਦੀ ਇੱਕ ਲੱਕੜ (ਤੇਲ ਦੀ ਘਣਤਾ 800 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3 ਹੈ )। ਲੱਕੜ ਦੇ 4/5 ਹਿੱਸੇ ਤੇਲ ਵਿੱਚ ਹਨ । ਲੱਕੜ ਦੀ ਘਣਤਾ ਕਿੰਨੀ ਹੈ?
ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ:
ਤੇਲ ਦੀ ਘਣਤਾ (ρ) = 800 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ -3
ਤੇਲ ਵਿੱਚ ਲੱਕੜ ਦਾ ਹਿੱਸਾ = 4/5
ਲੋੜੀਂਦਾ: ਲੱਕੜ ਦੀ ਘਣਤਾ
ਹੱਲ:
ਲੱਕੜ ਦੀ ਘਣਤਾ 640 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3 ਹੈ ।
4. ਇੱਕ ਬਲਾਕ ਦਾ ਭਾਰ 50 N ਹੈ। ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ, ਬਲਾਕ ਦਾ ਭਾਰ 30 N ਹੈ। ਜੇਕਰ ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ 10 3 kg/m ਹੈ -3 ਤਾਂ ਬਲਾਕ ਦੀ ਘਣਤਾ ਕਿੰਨੀ ਹੈ?
ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ:
ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਬਲਾਕ ਦਾ ਭਾਰ (w) = 50 N
ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਬਲਾਕ ਦਾ ਭਾਰ ( ਪਾਣੀ ਦੇ ਨਾਲ ) = 30 N
ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ (ρ ਪਾਣੀ ) = 10 3 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3 = 1000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3
ਗੁਰੂਤਾ ਕਾਰਨ ਪ੍ਰਵੇਗ (g) = 10 ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2
ਬਲਾਕ ਦਾ ਪੁੰਜ (m) = w/g = 50/10 = 5 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ
ਲੋੜੀਂਦਾ: ਬਲਾਕਾਂ ਦੀ ਘਣਤਾ (ρ ਬਲਾਕ )
ਹੱਲ:
ਉਛਾਲਣ ਵਾਲੀ ਸ਼ਕਤੀ:
F A = w – w ਪਾਣੀ = 50 – 30 = 20 N
ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਬਲਾਕ ਦੀ ਮਾਤਰਾ:
ਐਫ ਏ = ρ ਜੀ ਵੀ
20 = (1000)(10) ਵੀ
20 = (10,000) ਵੀ
ਵੀ = 20/10,000
V = 0.002 ਮੀਟਰ 3
ਬਲਾਕ ਦੀ ਘਣਤਾ:
ρ = m/V = 5 / 0.002 = 2500 kg/m 3
5. ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਡੁਬੋਇਆ ਇੱਕ ਲੱਕੜ ਦਾ ਬਲਾਕ। ਇਸਦਾ 25% ਹਿੱਸਾ ਪਾਣੀ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਹੈ ਅਤੇ 75% ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਹੈ। ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ 1 g/cm3 ਹੈ ਅਤੇ ਗੁਰੂਤਾ ਕਾਰਨ ਪ੍ਰਵੇਗ 10 m/s2 ਹੈ । ਬਲਾਕਾਂ ਦੀ ਘਣਤਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰੋ ।
ਉ. 0.025 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3
ਅ. 0.075 ਗ੍ਰਾਮ/ਸੈ.ਮੀ. 3
ਸੀ. 0.250 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀਟਰ 3
ਡੀ. 0.750 ਗ੍ਰਾਮ/ਸੈ.ਮੀ. 3
ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ:
ਪਾਣੀ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ ਤੋਂ ਉੱਪਰਲੇ ਬਲਾਕਾਂ ਦਾ ਹਿੱਸਾ = 25% = 25/100 = 0.25
ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਬਲਾਕ ਦਾ ਹਿੱਸਾ = 75% = 75/100 = 0.75
ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ (ρ ਪਾਣੀ ) = 1 ਗ੍ਰਾਮ/ਸੈ.ਮੀ. 3 = 1000 ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ/ਮੀ. 3
ਗੁਰੂਤਾ ਕਾਰਨ ਪ੍ਰਵੇਗ = 10 ਮੀਟਰ/ਸੈਕਿੰਡ 2
ਲੋੜੀਂਦਾ: ਬਲਾਕਾਂ ਦੀ ਘਣਤਾ (ρ ਬਲਾਕ )
ਹੱਲ:
ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਬਲਾਕਾਂ ਦੀ ਮਾਤਰਾ = ਬਲਾਕਾਂ ਦੀ ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ ਦਾ ਅਨੁਪਾਤ
ਸਹੀ ਉੱਤਰ ਡੀ ਹੈ।
- ਘਣਤਾ ਕੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸਨੂੰ ਗਣਿਤਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕਿਵੇਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ?
- ਉੱਤਰ: ਘਣਤਾ ਇੱਕ ਮਾਪ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਦਿੱਤੇ ਗਏ ਆਇਤਨ ਵਿੱਚ ਕਿੰਨਾ ਪੁੰਜ ਹੈ। ਗਣਿਤਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਇਸਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ ਘਣਤਾ =.
- ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦੀ ਘਣਤਾ ਕਿਵੇਂ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦੀ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਤੈਰੇਗੀ ਜਾਂ ਡੁੱਬ ਜਾਵੇਗੀ?
- ਉੱਤਰ: ਜੇਕਰ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦੀ ਘਣਤਾ ਉਸ ਤਰਲ ਦੀ ਘਣਤਾ ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਉਸਨੂੰ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਤਾਂ ਵਸਤੂ ਤੈਰਦੀ ਰਹੇਗੀ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਜੇਕਰ ਵਸਤੂ ਦੀ ਘਣਤਾ ਤਰਲ ਦੀ ਘਣਤਾ ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਡੁੱਬ ਜਾਵੇਗੀ।
- ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦੇ ਤਰਲ ਪਦਾਰਥ ਵਿੱਚ ਤੈਰਨ ਜਾਂ ਡੁੱਬਣ ਦੇ ਪਿੱਛੇ ਕੀ ਸਿਧਾਂਤ ਹੈ?
- ਉੱਤਰ: ਇਹ ਸਿਧਾਂਤ ਆਰਕੀਮੀਡੀਜ਼ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਹੈ, ਜੋ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਸਰੀਰ ਨੂੰ ਤਰਲ ਵਿੱਚ ਡੁਬੋਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਨਾਲ ਉੱਪਰ ਵੱਲ ਉਛਾਲਣ ਵਾਲਾ ਬਲ ਉਸ ਤਰਲ ਦੇ ਭਾਰ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਇਸਨੂੰ ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।
- ਜੇਕਰ ਇੱਕ ਬਰਫ਼ ਦਾ ਘਣ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਤੈਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਦਾ ਇੱਕ ਹਿੱਸਾ ਪਾਣੀ ਦੇ ਪੱਧਰ ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਹ ਬਰਫ਼ ਅਤੇ ਪਾਣੀ ਦੀ ਸਾਪੇਖਿਕ ਘਣਤਾ ਬਾਰੇ ਕੀ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ?
- ਉੱਤਰ: ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਬਰਫ਼ ਦੀ ਘਣਤਾ ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਹੈ। ਇਸੇ ਕਰਕੇ ਬਰਫ਼ ਦਾ ਘਣ ਤੈਰਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸਦਾ ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਹਿੱਸਾ ਹੀ ਡੁੱਬਿਆ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਬਰਫ਼ ਦੇ ਘਣ ਦੇ ਭਾਰ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਪਾਣੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ।
- ਭਾਰੀ ਸਟੀਲ ਦੇ ਜਹਾਜ਼ ਪਾਣੀ ਉੱਤੇ ਕਿਉਂ ਤੈਰਦੇ ਹਨ ਜਦੋਂ ਕਿ ਇੱਕ ਛੋਟੀ ਸਟੀਲ ਦੀ ਮੇਖ ਡੁੱਬ ਸਕਦੀ ਹੈ?
- ਉੱਤਰ: ਇੱਕ ਸਟੀਲ ਜਹਾਜ਼ ਦੀ ਸਮੁੱਚੀ ਘਣਤਾ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਨਾਲ ਭਰੇ ਇਸਦੇ ਖੋਖਲੇ ਹਿੱਸੇ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ, ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਇੱਕ ਠੋਸ ਸਟੀਲ ਦੇ ਮੇਖ ਦੀ ਘਣਤਾ ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ ਨਾਲੋਂ ਵੱਧ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਕਾਰਨ ਇਹ ਡੁੱਬ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
- "ਨਿਊਟਰਲ ਬਓਐਂਸੀ" ਦੀ ਧਾਰਨਾ ਤੈਰਨ ਜਾਂ ਡੁੱਬਣ ਤੋਂ ਕਿਵੇਂ ਵੱਖਰੀ ਹੈ?
- ਉੱਤਰ: ਨਿਊਟ੍ਰਲ ਉਛਾਲ ਉਦੋਂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦਾ ਭਾਰ ਉਛਾਲ ਬਲ ਦੁਆਰਾ ਬਿਲਕੁਲ ਸੰਤੁਲਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਕਾਰਨ ਵਸਤੂ ਤਰਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਬਿਨਾਂ ਉੱਪਰ ਜਾਂ ਡੁੱਬੇ ਲਟਕਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ।
- ਹੀਲੀਅਮ ਗੁਬਾਰਾ ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਕਿਉਂ ਤੈਰਦਾ ਹੈ?
- ਉੱਤਰ: ਹੀਲੀਅਮ ਦੀ ਘਣਤਾ ਹਵਾ ਦੀ ਘਣਤਾ ਨਾਲੋਂ ਕਾਫ਼ੀ ਘੱਟ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਹੀਲੀਅਮ ਗੁਬਾਰੇ ਦਾ ਭਾਰ (ਗੁਬਾਰੇ ਦੇ ਪਦਾਰਥ ਅਤੇ ਅੰਦਰਲੇ ਹੀਲੀਅਮ ਸਮੇਤ) ਹਵਾ ਦੇ ਭਾਰ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਇਸਨੂੰ ਵਿਸਥਾਪਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਇਹ ਤੈਰਦਾ ਹੈ।
- ਕਿਸੇ ਵਸਤੂ ਦੀ ਘਣਤਾ ਦਾ ਕੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਇਸਨੂੰ ਇੱਕ ਛੋਟੇ ਆਕਾਰ ਵਿੱਚ ਸੰਕੁਚਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਕਿ ਇਸਦਾ ਪੁੰਜ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ?
- ਉੱਤਰ: ਘਣਤਾ ਵਧੇਗੀ ਕਿਉਂਕਿ ਘਣਤਾ ਨੂੰ ਪੁੰਜ ਨੂੰ ਆਇਤਨ ਨਾਲ ਵੰਡਣ ਵਜੋਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਆਇਤਨ ਘਟਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਪੁੰਜ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਅਨੁਪਾਤ (ਘਣਤਾ) ਵਧੇਗਾ।
- ਖਾਰਾਪਣ ਪਾਣੀ ਦੀ ਘਣਤਾ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ?
- ਉੱਤਰ: ਪਾਣੀ ਦੀ ਖਾਰਾਪਣ ਵਧਾਉਣ (ਭਾਵ, ਜ਼ਿਆਦਾ ਲੂਣ ਪਾਉਣ) ਨਾਲ ਇਸਦੀ ਘਣਤਾ ਵਧੇਗੀ। ਇਹੀ ਕਾਰਨ ਹੈ ਕਿ ਚੀਜ਼ਾਂ ਤਾਜ਼ੇ ਪਾਣੀ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਖਾਰੇ ਪਾਣੀ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਮ੍ਰਿਤ ਸਾਗਰ) ਵਿੱਚ ਵਧੇਰੇ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਤੈਰਦੀਆਂ ਹਨ।
- ਜੇਕਰ ਕੋਈ ਵਸਤੂ ਕਿਸੇ ਤਰਲ ਪਦਾਰਥ ਵਿੱਚ ਸੰਤੁਲਨ ਵਿੱਚ ਤੈਰ ਰਹੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਵਸਤੂ ਉੱਤੇ ਉਛਾਲ ਬਲ ਅਤੇ ਗੁਰੂਤਾ ਬਲ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਕਿਵੇਂ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ?
- ਉੱਤਰ: ਜਦੋਂ ਕੋਈ ਵਸਤੂ ਸੰਤੁਲਨ ਵਿੱਚ ਤੈਰ ਰਹੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਉਛਾਲ ਬਲ (ਤਰਲ ਕਾਰਨ ਉੱਪਰ ਵੱਲ ਬਲ) ਤੀਬਰਤਾ ਵਿੱਚ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਵਸਤੂ 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਗੁਰੂਤਾ ਬਲ (ਭਾਰ) ਦੇ ਉਲਟ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
