ආකිමිඩීස්ගේ නීතිය පිළිබඳ ඉගැන්වීමේ ද්‍රව්‍ය

ආකිමිඩීස්ගේ නීති ඉගැන්වීමේ ද්‍රව්‍යවල මූලික නිපුණතා සහ නිපුණතා ජයග්‍රහණ දර්ශක, ඉගෙනුම් ද්‍රව්‍ය, නියැදි ප්‍රශ්න, පුහුණු ප්‍රශ්න සහ ආකෘතික පරීක්ෂණ අඩංගු වේ.

අ. මූලික නිපුණතා

3.1 එදිනෙදා ජීවිතයේදී ස්ථිතික තරල නීති යෙදීම

4.1 ස්ථිතික තරලවල ගුණාංග උපයෝගී කර ගනිමින් අත්හදා බැලීම් සැලසුම් කිරීම සහ පැවැත්වීම, පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල ඉදිරිපත් කිරීම සහ ඒවායේ භාවිතය ඇතුළුව.

B. නිපුණතා ජයග්‍රහණ දර්ශක

1. උත්ප්ලාවකතාව පිළිබඳ සංකල්පය, ආකිමිඩීස් නියමය සහ පාවෙන, සැරිසරන, ගිලෙන සංකල්පය මතක තබා ගැනීම (C1), අවබෝධ කර ගැනීම (C2), යෙදීම (C3), විශ්ලේෂණය කිරීම (C4) සහ නිගමනය කිරීම (C5)

2. උත්ප්ලාවකතාව සහ ආකිමිඩීස් නියමය පිළිබඳ ප්‍රශ්න (C4) විසඳා (C6) නිවැරදි කරන්න.

3. ආකිමිඩීස් නියමය පිළිබඳ අත්හදා බැලීම (P2) සිදු කරන්න.

4. උත්ප්ලාවකතා බලය සහ ආකිමිඩීස් නියමය (P3) පෙන්වා (P5) තීරණය කරන්න.

ආකිමිඩීස් නීතිය

I. හැඳින්වීම

ඔයා කවදා හරි නැවක ගිහින් තියෙනවද? ලොකු ස්කන්ධයක් තියෙන නැවක් ගිලෙන්නෙ නෑ, ඒත් පොඩි සැහැල්ලු පර්වතයක් ගිලෙන්න පුළුවන්. මෙහෙම වෙන්නෙ ඇයි?

වම් පැත්තේ තියෙන පින්තූරය මොකක්ද කියලා දන්නවද? සබ්මැරීනයක් කියන්නේ මුහුදේ මතුපිට පාවෙන්න පුළුවන් වගේම දිය යට කිමිදෙන්නත් පුළුවන් නැවක්. සබ්මැරීනයක් පාවෙලා කිමිදෙන්නේ කොහොමද?

දකුණු පස ඇති රූපයේ ඔබට පෙනෙන්නේ කුමක්ද? උණුසුම් වායු බැලූනවලට ඉහළ උන්නතාංශවල පියාසර කළ හැකිය. බැලූන් පියාසර කරන්නේ ඇයි, සහ උණුසුම් වායු බැලූනයක් පියාසර කරන්නේ කෙසේද?

බැලූන වායුගෝලයේ, හෙවත් වාතයේ පාවී යා හැකි ආකාරයටම, නැව්වලට මුහුදේ මතුපිට පාවී යා හැකි අතර ජලය යට කිමිදිය හැකිය. මෙය තේරුම් ගැනීමට, ඔබ මුලින්ම ආකිමිඩීස් නියමය තේරුම් ගත යුතුය. ආකිමිඩීස් නියමය තේරුම් ගැනීමට, ඔබ මුලින්ම උත්ප්ලාවකතාව පිළිබඳ සංකල්පය තේරුම් ගත යුතුය.

රූප මූලාශ්‍රය: Google.com

II. උත්ප්ලාවකතා බලකාය

වඩා සැහැල්ලු වන්නේ කුමක්ද, ගොඩබිම මත එසවූ ගලක්ද නැතහොත් ජලයේ එසවූ එකම ගලක්ද? ඔබ මෙය කිසිදා අත්විඳ නොමැති නම්, මෙම ප්‍රශ්නයට පිළිතුරු දීමට ඔබ එය උත්සාහ කළ යුතුය. ගොඩබිම මත පර්වතයක් එසවීම බරින් වැඩිය, නමුත් ජලයේ දී එම පර්වතයම සැහැල්ලු වේ. මෙය උත්ප්ලාවකතා බලය නිසාය.

වස්තුවක් තරලයක ගිල්වන විට, වස්තුවට ඉහළින් ඇති තරලය සහ ඊට පහළින් ඇති තරලය අතර පීඩන වෙනසක් ඇත. වස්තුවට පහළින් ඇති තරලයේ පීඩනය වස්තුවට ඉහළින් ඇති තරලයට වඩා වැඩිය. විවිධ ගැඹුරකදී තරල පීඩනයේ වෙනස නිසා උත්ප්ලාවකතාව ඇතිවේ.

පින්තූරයේ, වස්තුවක් ද්‍රවයක පාවෙන ආකාරය දක්නට ලැබේ. තරලයට පහළින් ඇති ද්‍රවයට වස්තුවට ඉහළින් ඇති ද්‍රවයට වඩා වැඩි පීඩනයක් ඇත, මන්ද වස්තුවට පහළින් ඇති ද්‍රවයට වස්තුවට ඉහළින් ඇති ද්‍රවයට වඩා වැඩි ගැඹුරක් ඇත (h₂ > එච්₁).

විස්තරය: FA = උත්ප්ලාවකතා බලය, ρ = ද්‍රවයේ ඝනත්වය, g = ගුරුත්වාකර්ෂණය _{හේතුවෙන්} ත්වරණය , V = ද්‍රවයේ ගිලී ඇති වස්තුවේ පරිමාව

උත්ප්ලාවකතා බල සූත්‍රයේ ρV, ඝනත්ව සූත්‍රයේ m සමඟ ප්‍රතිස්ථාපනය කරන්න :

විස්තරය: m = ස්කන්ධය, g = ගුරුත්වාකර්ෂණ ත්වරණය, w = ගුරුත්වාකර්ෂණය.

සමීකරණය 2 මත පදනම්ව, උත්ප්ලාවක බලය (FA ₎ විස්ථාපනය වූ තරලයේ බරට (w) සමාන වේ. විස්ථාපනය වූ තරලයේ පරිමාව තරලයේ ඇති වස්තුවේ පරිමාවට සමාන වේ.

III. ආකිමිඩීස් නීතිය

වස්තුවක් සම්පූර්ණයෙන්ම හෝ අර්ධ වශයෙන් තරලයක ගිලී ඇති විට, තරලය වස්තුව මත ඉහළට බලයක් (උත්ප්ලාවකතාව) යොදන අතර, එහිදී උත්ප්ලාවකතා බලයේ විශාලත්වය විස්ථාපිත තරලයේ බරට සමාන වේ. විස්ථාපිත තරලයේ පරිමාව තරලයේ ගිලී ඇති වස්තුවේ පරිමාවට සමාන වේ.

IV. පාවීම, පාවීම, ගිලීම

4.1 පාවෙන

වස්තුවක් තරලයක මතුපිට පාවී යන්නේ නම්:

1. වස්තුවේ ගුරුත්වාකර්ෂණය උත්ප්ලාවක බලයට වඩා කුඩා වේ (w < F _A ), නැතහොත්

2. වස්තුවේ ඝනත්වය තරලයේ ඝනත්වයට වඩා කුඩාය ( )

උත්ප්ලාවක බලය ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට වඩා වැඩි නම්, එහි ප්‍රතිඵලය වන බලය ශුන්‍ය නොවේ නම්, නිව්ටන්ගේ චලිත නියමයන්ට අනුව වස්තුව ඉහළට ගමන් කරයි. නමුත් යථාර්ථයේ දී වස්තුව ද්‍රවයේ මතුපිට නිශ්චලව පවතී. නිව්ටන්ගේ පළමු නියමයට අනුව, වස්තුවක් නිශ්චලව පවතී නම්, එවිට

ΣF_y = 0

එෆ් _ඒ – w – එෆ් _ඒ = 0

එෆ් _ඒ = w + එෆ් _ඒ

F _A = ​​ද්‍රවය මගින් වස්තුව මත යොදන උත්ප්ලාවක බලය, Fa = වායුගෝලීය තෙරපුම , w = වස්තුවේ බර.

4.2 පාවෙන

වස්තුවක් තරලයක මතුපිට පාවී යන්නේ නම්:

1. වස්තුවේ බර උත්ප්ලාවක බලයට සමාන වේ (w = F _A ), නැතහොත්

2. වස්තුවේ ඝනත්වය තරලයේ ඝනත්වයට සමාන වේ ( )

නිව්ටන්ගේ පළමු නියමයට අනුව, වස්තුවක් නිශ්චලව පවතී නම්, එවිට

Σ එෆ් _y = 0

එෆ් _ඒ – w = 0

එෆ් _ඒ = ඩබ්ලිව්

4.3 ගිලීම

1. වස්තුවේ ගුරුත්වාකර්ෂණය උත්ප්ලාවක බලයට වඩා වැඩිය (w > F _A ), නැතහොත්

2. වස්තුවේ ඝනත්වය තරලයේ ඝනත්වයට වඩා වැඩිය ( )

නිව්ටන්ගේ පළමු නියමයට අනුව, වස්තුවක් නිශ්චලව පවතී නම්, එවිට

Σ එෆ් _y = 0

w – එෆ් _ඒ – එන් = 0

w = FA ₊ N

F _A = ​​ද්‍රවය මඟින් වස්තුව මත යොදන උත්ප්ලාවක බලය, N = වස්තුව මත පාදම මඟින් යොදන සාමාන්‍ය බලය , w = වස්තුවේ ගුරුත්වාකර්ෂණය.

නැව් පාවෙන්නේ ඇයි?

ඉහත විස්තරය අධ්‍යයනය කිරීමෙන් පසු, දැන් ඔබ ප්‍රශ්නයට පිළිතුරු දීමට උත්සාහ කරන්නේ, සැහැල්ලු වැලි මුහුදේ ගිලෙන අතරතුර විශාල ස්කන්ධයක් ඇති නැවක් ගිලෙන්නේ නැත්තේ ඇයි? වැලි ගිලෙන්නේ මුහුදු ජලයේ ඝනත්වයට වඩා වැලි ඝනත්වය වැඩි නිසා ය. නෞකාව, මුහුදු ජලයේ ඝනත්වයට වඩා වැඩි ඝනත්වයක් ඇති යකඩ වලින් සමන්විත වුවද (යකඩ ඝනත්වය 7874 kg / m ³ වේ , මුහුදු ජලයේ ඝනත්වය 1025 kg / m ³ වේ ), නමුත් නෞකාවේ පරිමාව ඉතා විශාල බැවින් නෞකාවේ ඝනත්වය ρ = m / V ඝනත්ව සූත්‍රය භාවිතයෙන් ගණනය කළහොත් අගය මුහුදු ජලයේ ඝනත්වයට වඩා කුඩා වේ.

අපි උත්ප්ලාවකතාව සහ ගුරුත්වාකර්ෂණය යන සංකල්පය භාවිතා කරන්නේ නම්, නැව් පාවෙන්නේ උත්ප්ලාවකතාව නෞකාවේ ගුරුත්වාකර්ෂණයට වඩා වැඩි නිසා ය.

සබ්මැරීන කිමිදෙන ආකාරය

පාවීමට නම්, සබ්මැරීනයක ඝනත්වය මුහුදු ජලයේ ඝනත්වයට වඩා කුඩා විය යුතුය, එසේම සබ්මැරීනයකට එහි ඝනත්වය මුහුදු ජලයේ ඝනත්වයට වඩා වැඩි හෝ සමාන නම් කිමිදිය හැකිය. සබ්මැරීනයක පරිමාව සමාන වේ, එබැවින් එය කිමිදී පාවීමට නම්, බැලස්ට් ටැංකිවලට ජලය සහ වාතය දැමීමෙන් සබ්මැරීනයේ ඝනත්වය වෙනස් කළ හැකිය. ඔබට කිමිදීමට අවශ්‍ය නම්, බැලස්ට් ටැංකියට ජලය දමන්න, ඔබට මතුපිටට පාවීමට අවශ්‍ය නම්, ටැංකියෙන් ජලය ඉවත් කර වාතය ටැංකියට දමනු ලැබේ.

උත්ප්ලාවකතාව සහ ගුරුත්වාකර්ෂණය යන සංකල්පය භාවිතා කරමින්, සබ්මැරීනයේ ගුරුත්වාකර්ෂණයට වඩා උත්ප්ලාවකතා බලය වැඩි නම් සබ්මැරීනයකට පාවී යා හැකිය. මුහුදු ජලය සබ්මැරීනය මත යොදන උත්ප්ලාවකතා බලයට වඩා නැවේ ගුරුත්වාකර්ෂණය වැඩි නම් සබ්මැරීනයකට කිමිදිය හැකිය.

උණුසුම් වායු බැලූන පියාසර කළ හැක්කේ ඇයි සහ කෙසේද?

බැලූන් වාතයේ පියාසර කරන්නේ බැලූනය තුළ එය වටා ඇති වාතයේ ඝනත්වයට වඩා අඩු ඝනත්වයක් ඇති වායුවක් ඇති බැවිනි. අනෙක් අතට, බැලූනය තුළ ඇති වායුවේ ඝනත්වය එය වටා ඇති වාතයේ ඝනත්වයට සමාන නම්, බැලූනය බිමට වැටෙන අතර ඉහළ ස්ථානයකට පියාසර නොකරයි.

උත්ප්ලාවකතාව පිළිබඳ සංකල්පය භාවිතා කරමින්, උණුසුම් වායු බැලූනයක් ඉහළට නැඟෙන්නේ බැලූනයේ ගුරුත්වාකර්ෂණයට වඩා උත්ප්ලාවක බලය වැඩි බැවිනි. බැලූනයේ ගුරුත්වාකර්ෂණය වාතය මගින් බැලුනය මත යොදන උත්ප්ලාවක බලයට වඩා වැඩි වූ විට බැලුනය බිමට වැටේ.

V. උදාහරණ ප්‍රශ්න

5.1. වාතයේ බරෙහි බර 5 N වේ, ද්‍රවයේ මනින විට බරෙහි බර 4 N වේ. උත්ප්ලාවක බලය කොපමණ විශාලද?

සාකච්ඡා

එය දන්නවා:

වාතයේ බරෙහි බර (w) = 5 N

ජලයේ බරෙහි බර (w _F ) = 4 N

අසන ලද්දේ: උත්ප්ලාවකතා බලය ( _FA )

පිළිතුර:

ද්‍රවයක මනින විට, උත්ප්ලාවකතා බලය නිසා බරෙහි බරෙන් යම් ප්‍රමාණයක් අහිමි වේ. උත්ප්ලාවකතා බලයේ විශාලත්වය = වාතයේ බරෙහි බර සහ ද්‍රවයේ බරෙහි බර අතර වෙනස.

F _A = ​​5 – 4 = 1 නිව්ටන්

5.2. ජලයෙන් පිරුණු භාජනයකට ගලක් ඇතුල් කරනු ලබන අතර එමඟින් ජලයෙන් කොටසක් කාන්දු වේ. කාන්දු වූ ජල පරිමාව 0,1 m ³ වේ . . ජල ඝනත්වය = 1000 kg / m ³ , ගුරුත්වාකර්ෂණය හේතුවෙන් ත්වරණය 10 m / s ² . ගල මත ජලය කොපමණ උත්ප්ලාවක බලයක් යොදයිද?

සාකච්ඡා

එය දන්නවා:

කාන්දු වූ ජල පරිමාව (V) = 0,1 m ³

ජල ඝනත්වය ( ρ ) = 1000 kg/m ³

ගුරුත්වාකර්ෂණය හේතුවෙන් ත්වරණය (g) = 10 m/s ²

අසන ලද්දේ: උත්ප්ලාවකතා බලය ( _FA )

පිළිතුර:

F _A = ​​ρ g V = (1000)(10)(0,1) = 1000 N

5.3. මුහුදු ජලය පිරුණු භාජනයක වස්තුවක් තැබූ විට, මුහුදු ජලයෙන් කොටසක් 0,2 m ³ තරම් පිටතට ගලා යයි . මුහුදු ජලයේ ඝනත්වය = 1025 kg/m ^3. ගුරුත්වාකර්ෂණය හේතුවෙන් ත්වරණය 10 m/s ² වේ . විස්ථාපනය වූ/විසිරුණු මුහුදු ජලයේ බර ගණනය කරන්න.

සාකච්ඡා

එය දන්නවා:

පරිමාව (V) = 0,2 m ³

මුහුදු ජලයේ ඝනත්වය (ρ) = 1025 kg/m ³.

ගුරුත්වාකර්ෂණය හේතුවෙන් ත්වරණය (g) = 10 m/s ²

අසන ලද්දේ: මුහුදු ජලය චලනය වූ/ කාන්දු වූ බර

පිළිතුර:

ආකිමිඩීස් නියමය පවසන්නේ උත්ප්ලාවක බලයේ විශාලත්වය = විස්ථාපනය වූ/විසිරුණු මුහුදු ජලයේ බර බවයි.

F _A = ​​ρ g V = (1025)(10)(0,2) = 2050 N

5.4. වාතයේ දී මනින විට ලෝහයක බර 100 N වන අතර ජලයේ දී මනින විට 80 N වේ. ලෝහයේ පරිමාව කොපමණද? ජල ඝනත්වය = 1000 kg/m ³ , ගුරුත්වාකර්ෂණය හේතුවෙන් ත්වරණය = 10 m/s ².

සාකච්ඡා

එය දන්නවා:

වාතයේ බර (w) = 100 N

ජලයේ බර (w _f ) = 80 N

ජල ඝනත්වය ( ρ ) = 1000 kg/m ³

ගුරුත්වාකර්ෂණය හේතුවෙන් ත්වරණය (g) = 10 m/s ²

අසන ලද්දේ: ලෝහ පරිමාව

පිළිතුර:

එෆ් _ඒ = 100 – 80 = 20 එන්

එෆ් _ඒ = ρ උ වී

20 = (1000)(10) වී

20 = 10.000 වී

5.5. 20 N බරැති වස්තුවක් ද්‍රවයක තබා ඇත. උත්ප්ලාවක බලය 30 N නම්, වස්තුව ගිලෙනවාද, පාවෙනවාද නැතහොත් පාවෙනවාද?

සාකච්ඡා

උත්ප්ලාවක බලය වස්තුවේ බරට වඩා වැඩි බැවින්, F _A > w, එම නිසා වස්තුව පාවෙයි.

වස්තුවක බරට වඩා උත්ප්ලාවක බලය අඩු නම් වස්තුවක් ගිලෙයි (F _A < w)

VI. ප්‍රශ්න සහ පිළිතුරු යතුරු පුහුණු වන්න

https://gurumuda.net/soal-ujian/soal-latihan-hukum-archimedes

VII. ආකෘතික පරීක්ෂණ ප්‍රශ්න

https://gurumuda.net/soal-ujian/tes-formatif-hukum-archimedes

🙂

දෆ්තාර් පුස්තකා