மிதப்பு விசை – சிக்கல்களும் தீர்வுகளும்

மிதப்பு விசை – சிக்கல்களும் தீர்வுகளும்

1. நீளம் = 2.5 மீ, அகலம் = 0.5 மீ மற்றும் உயரம் = 0.4 மீ கொண்ட ஒரு மரக்கட்டை. நீரின் அடர்த்தி 1000 கி.கி/ ^மீ³ ஆகும் . அந்தக் கட்டையை நீரில் வைத்தால், மிதப்பு விசை என்ன ? புவியீர்ப்பு முடுக்கம் 10 N/கி.கி ஆகும்.

அறியப்பட்டது :

கட்டியின் கன அளவு (V) = நீளம் x அகலம் x உயரம் = 2.5 x 0.5 x 0.4 = 0.5 மீ ³

நீரின் அடர்த்தி (ρ) = 1000 கி.கி/ ^மீ³

புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 N/kg

தேவை : மிதப்பு விசையின் அளவு

தீர்வு:

மிதப்பு விசையின் சூத்திரம்:

F = ρ g V

F = மிதப்பு விசை , ρ = நீரின் அடர்த்தி , g = புவியீர்ப்பு முடுக்கம் , V = கன அளவு

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

2. காற்றில் ஒரு பொருளின் எடை 100 N ஆகும். அப்பொருள் ஒரு திரவத்தில் வைக்கப்படுகிறது. திரவத்தின் கன அளவு 1.5 m³ அதிகரிக்கிறது ^. திரவத்தின் தன் எடை 10 N/m³ எனில் ^, திரவத்தில் அப்பொருளின் எடை என்ன?

அறியப்பட்டது :

காற்றில் பொருளின் எடை (w) = 100 நியூட்டன்கள்

திரவத்தின் கனஅளவு அதிகரிப்பு = திரவத்தில் உள்ள பொருளின் கனஅளவு (V) = 1.5 ^மீ³

திரவத்தின் தன் எடை = 10 N/ ^m³

தேவை : பொருளின் எடை திரவ வடிவில்

தீர்வு:

திரவத்தில் பொருளின் எடை = காற்றில் பொருளின் எடை – மிதப்பு விசை

திரவத்தில் பொருளின் எடை = 100 நியூட்டன் – மிதப்பு விசை

மிதப்பு விசையின் சூத்திரம்:

F _A = ​​​​ρ g V

F _A = ​​மிதப்பு விசை = நீரில் உள்ள ஒரு பொருளின் மீது திரவங்கள் செலுத்தும் விசை

ρ = திரவத்தின் அடர்த்தி

g = புவியீர்ப்பு முடுக்கம்

V = திரவத்தில் பொருளின் கன அளவு

குறிப்பிட்ட எடை:

திரவத்தின் தன் எடை = 10 N/ ^m³

w / V = ​​10 N/m ³

mg / V = ​​10 N/m ³

மீ (10) / வி = 10 N/மீ ³

m / V = ​​1 kg/m ³

ρ = 1 கி.கி/மீ ³

திரவத்தின் அடர்த்தி 1 கி.கி/மீ³ ஆகும்^.

மிதப்பு விசையின் அளவு :

F _A = ​​​​ρ g V = (1 kg/m ³ )(10 m/s ² )(1.5 m ³ ) = 15 kg m/s ² = 15 நியூட்டன்கள்

பொருளின் எடை திரவத்தில்:

பாய்மத்தில் பொருளின் எடை = 100 நியூட்டன்கள் – 15 நியூட்டன்கள்

திரவத்தில் பொருளின் எடை = 85 நியூட்டன்கள்

3. கடலில் செல்லும் ஒரு கப்பல் அகலமான மற்றும் ஆழமான ஆற்றுக்குள் நுழைகிறது. கடல்நீரின் அடர்த்தி 1100 கி.கி/மீ³ ^, ஆற்றுநீரின் அடர்த்தி 1000 கி.கி/மீ³ ஆகும் ^. கடல்நீரிலும் ஆற்றுநீரிலும் உள்ள பொருளின் கன அளவை ஒப்பிட்டுக் காண்க.

அ. 11 : 10

பி. 10 : 11

சி. 121 : 100

டி. 1 : 1

அறியப்பட்டது :

கடல்நீரின் அடர்த்தி (ρ ₁ ) = 1100 கி.கி/மீ ³

ஆற்று நீரின் அடர்த்தி (ρ ₂ ) = 1000 கி.கி/மீ ³

தேவை: கடல் நீரிலும் ஆற்று நீரிலும் உள்ள பொருளின் கன அளவின் ஒப்பீடு.

தீர்வு:

பொருள் மிதந்தால் , மிதப்பு விசை (F _B ) = எடை (w):

ஆர்க்கிமிடீஸ் கொள்கையின்படி , ஒரு திரவத்தில் (நீரில்) உள்ள ஒரு பொருளின் மீது செயல்படும் மிதப்பு விசையானது, அது இடப்பெயர்வு செய்யும் திரவத்தின் (நீரின்) எடைக்குச் சமம். திரவத்தில் (நீரில்) உள்ள பொருளின் கனஅளவானது, இடப்பெயர்வு செய்யப்பட்ட திரவத்தின் (நீரின்) கனஅளவுக்குச் சமம்.

கடல் நீரிலும் மற்ற இடங்களிலும் பொருளின் கன அளவின் ஒப்பீடு ஆற்று நீர்:

சரியான விடை B ஆகும்.

4. 193 கிராம் நிறையுள்ள தங்கம், 8000 டைன்கள் மேல்நோக்கிய விசையைக் கொண்ட மண்ணெண்ணெயில் உள்ளது. புவியீர்ப்பு முடுக்கம் 10 மீ/வி² ^{மற்றும்} மண்ணெண்ணெயின் அடர்த்தி 0.8 கி/செ.மீ³ ^{எனில்} , தங்கத்தின் அடர்த்தியைக் கண்டறியவும்.

அ. 1.93 கி/செமீ ³

B. 8.65 கிராம்/செ.மீ ³

சி. 19.3 கிராம்/செ.மீ ³

D. 193 கிராம்/செ.மீ ³

அறியப்பட்டது :

தங்கத்தின் நிறை (m _gold ) = 193 கிராம் = 0.193 கிலோகிராம்

புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 மீ/ ^வி²

மிதப்பு விசை (F _A ) = 8000 டைன் = 8 x 10 ³ டைன் = (8 x 10 ³ )(10 ^-5 N) = 8 x 10 ^-2 N = 0.08 நியூட்டன்

மண்ணெண்ணெயின் அடர்த்தி (ρ) = 0.8 கி/செ.மீ³ ⁼ 800 கி.கி/ ^மீ³

தேவை: தங்கத்தின் அடர்த்தி

தீர்வு:

காற்றில் தங்கத்தின் எடை :

w = mg = ρ _b V g —– சமன்பாடு 1

V என்பது மண்ணெண்ணெயில் உள்ள தங்கத்தின் கன அளவு.

மிதப்பு விசை (F _B ) என்பது காற்றில் உள்ள தங்கத்தின் எடை (w) மற்றும் மண்ணெண்ணெயில் உள்ள தங்கத்தின் எடை (w') ஆகியவற்றின் வித்தியாசத்திற்குச் சமம்:

W – w' = F _A

w – w' = ρ _f V g —– சமன்பாடு 2

V என்பது மண்ணெண்ணெயில் உள்ள தங்கத்தின் கன அளவு.

மேலே உள்ள இரண்டு சமன்பாடுகளையும் கீழே மீண்டும் எழுதலாம்:

சரியான பதில் சி.

1. மிதப்பு விசையின் அடிப்படைக் கொள்கை என்ன?
   • பதில்மிதப்பு விசையின் அடிப்படைக் கொள்கை ஆர்க்கிமிடீஸ் கொள்கை ஆகும். அதன்படி, ஒரு திரவத்தில் மூழ்கியிருக்கும் ஒரு பொருள், அதனால் இடப்பெயர்வு செய்யப்பட்ட திரவத்தின் எடைக்கு சமமான அளவில், மிதப்பு விசை எனப்படும் ஒரு மேல்நோக்கிய விசையை உணர்கிறது.
2. ஒரு பொருள் தண்ணீரில் மூழ்கியிருக்கும்போது ஏன் இலகுவாகத் தெரிகிறது?
   • பதில்ஒரு பொருள் நீரில் மூழ்கும்போது, ​​அது ஒரு குறிப்பிட்ட கன அளவு நீரை இடப்பெயர்வு செய்கிறது. இவ்வாறு இடப்பெயர்வு செய்யப்பட்ட நீரின் எடை, அப்பொருளின் மீது ஒரு மேல்நோக்கிய மிதப்பு விசையைச் செலுத்துகிறது. இந்த விசை, பொருளின் எடையில் ஒரு பகுதியைச் சமன் செய்வதால், அது இலகுவாக உணரப்படுகிறது.
3. ஒரு பொருள் தண்ணீரில் மிதந்தால், அப்பொருளின் எடைக்கும் அதன் மீது செயல்படும் மிதப்பு விசைக்கும் உள்ள விகிதம் என்ன?
   • பதில்ஒரு பொருள் மிதந்தால், அதன் மீது செயல்படும் மிதப்பு விசையானது அப்பொருளின் எடைக்குச் சமமாக இருக்கும். அதனால்தான் அப்பொருள் மூழ்காமலும் உயராமலும் சமநிலையில் இருக்கிறது.
4. காற்றில் உள்ள பொருட்களின் மீது மிதப்பு விசை செயல்படுகிறதா?
   • பதில்ஆம், காற்று உட்பட எந்தவொரு திரவத்திலும் உள்ள பொருட்களின் மீது மிதப்பு விசை செயல்படுகிறது. இருப்பினும், நீர் போன்ற திரவங்களை விட காற்று மிகவும் அடர்த்தி குறைவாக இருப்பதால், காற்றில் உள்ள மிதப்பு விசை மிகவும் சிறியதாகவும், அன்றாடப் பொருட்களுக்குப் பெரும்பாலும் புறக்கணிக்கத்தக்கதாகவும் உள்ளது.
5. சில பொருள்கள் தண்ணீரில் மூழ்கும்போதும், மற்றவை மிதக்கும்போதும் என்ன காரணம்?
   • பதில்ஒரு பொருள் மூழ்குகிறதா அல்லது மிதக்கிறதா என்பது அதன் எடைக்கும் மிதப்பு விசைக்கும் இடையிலான தொடர்பைப் பொறுத்தது. (இடப்பெயர்ச்சி அடைந்த திரவத்தின் காரணமாக ஏற்படும்) மிதப்பு விசை, பொருளின் எடையை விட அதிகமாக இருந்தால், அது மிதக்கும். எடை அதிகமாக இருந்தால், அது மூழ்கும்.
6. ஒரே கன அளவு மற்றும் பொருளைக் கொண்ட ஒரு உள்ளீடற்ற உலோகப் பந்தையும் ஒரு திடமான உலோகப் பந்தையும் எடுத்து, அவற்றை நீரில் மூழ்கடித்தால், இரண்டில் எது அதிக மிதப்பு விசையை உணரும்?
   • பதில்மிதப்பு விசையானது, பொருளின் நிறையைச் சார்ந்து இருப்பதில்லை; மாறாக, அது இடப்பெயர்வு செய்யும் திரவத்தின் கன அளவைச் சார்ந்துள்ளது. இரண்டு பந்துகளும் ஒரே கன அளவு நீரை இடப்பெயர்வு செய்வதால், அவை ஒரே மாதிரியான மிதப்பு விசையை உணரும்.
7. தண்ணீரை விட மிகவும் அடர்த்தியான எஃகினால் செய்யப்பட்ட கப்பல்கள் ஏன் மிதக்கின்றன?
   • பதில்கப்பல்கள் உள்ளே பெரிய வெற்றிடங்களுடன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, இதன் காரணமாக அவற்றின் ஒட்டுமொத்த சராசரி அடர்த்தி நீரின் அடர்த்தியை விடக் குறைவாக உள்ளது. கப்பலால் இடம்பெயர்க்கப்படும் நீர், கப்பலின் எடையைத் தாங்கக்கூடிய ஒரு மிதப்பு விசையைச் செலுத்தி, அது மிதக்க அனுமதிக்கிறது.
8. மிதக்கும் ஒரு பந்தை தண்ணீருக்குள் ஆழமாகத் தள்ளிவிட்டு, பின்னர் அதை விடுவித்தால் என்ன நடக்கும்?
   • பதில்மிதக்கும் பந்து ஒன்றை தண்ணீருக்குள் ஆழமாகத் தள்ளும்போது, ​​அது இடப்பெயர்வு செய்யும் நீரின் கனஅளவு அதிகரித்து, மிதப்பு விசையும் கூடுகிறது. நீங்கள் அதை விடுவிக்கும்போது, ​​அதிகரித்த மிதப்பு விசையானது, அது தனது சமநிலை நிலைக்குத் திரும்பும் வரை அதை மேல்நோக்கித் தள்ளும்.
9. நீரில் மூழ்கிய ஒரு பொருளை நன்னீரிலிருந்து உப்புநீருக்கு நகர்த்தினால், அதன் மீது செயல்படும் மிதப்பு விசைக்கு என்ன ஆகும்?
   • பதில்நன்னீரை விட கடல்நீர் அடர்த்தியானது. எனவே, ஒரே அளவு இடப்பெயர்ச்சிக்கு, நன்னீரை விட கடல்நீரில் மிதப்பு விசை அதிகமாக இருக்கும். அதனால், ஒரு பொருள் நன்னீரை விட கடல்நீரில் உயரமாக மிதக்கக்கூடும்.
10. ஒரு பொருள் தண்ணீரில் மிதக்கும்போது, ​​ஒரு திசையில் (எ.கா., செங்குத்தாக) நிலையாகவும், மற்றொரு திசையில் (எ.கா., கிடைமட்டமாக) நிலையற்றும் இருப்பது சாத்தியமா?

• பதில்ஆம், ஒரு மிதக்கும் பொருளின் நிலைத்தன்மை, மிதப்பு விசைக்குச் சார்பாக அதன் எடையின் பரவலைச் சார்ந்துள்ளது. ஈர்ப்பு மையம், மிதப்பு மையத்திற்கு நேர் மேலே இருந்தால், அந்தப் பொருள் நிலையாக இருக்கும். இருப்பினும், நீங்கள் அதன் திசையை மாற்றினால், மையங்களுக்கு இடையேயான உறவு மாறக்கூடும், இது அந்தக் குறிப்பிட்ட திசையில் நிலைத்தன்மையின்மைக்கு வழிவகுக்கும்.