Arhimedov zakon je F = ρ.Vg. Značenje ovog zakona je da će objekt uronjen u tekućinu iskusiti silu prema gore jednaku težini tekućine koju je objekt istisnuo.
Kako brod s tako teškim teretom može plutati oceanom? Na ovo će se pitanje odgovoriti kada shvatite načela Arhimedova zakona. Slijedi objašnjenje značenja Arhimedova zakona i primjeri rješavanja problema povezanih s Arhimedovim zakonom.
Povijest Arhimedova prava
Znate li tko je Arhimed? Što je Arhimed otkrio u svoje vrijeme?
Jednog je dana kralj Hieron II zamolio Arhimeda da ispita je li njegova zlatna kruna pomiješana sa srebrom ili nije. Arhimed je ozbiljno razmišljao o ovom pitanju. Sve dok se nije osjećao jako umorno i bacio se u javno kupalište puno vode.
Tada je primijetio da se na podu prolila voda i odmah je pronašao odgovor. Ustao je i trčao goli do kuće. Kad se vratio kući, vikao je na svoju suprugu: "Eureka! Eureka! " što znači "Našao sam! Našao sam! " Tada je donio Arhimedov zakon.
Kroz Arhimedovu priču možemo vidjeti da se princip Arhimedova zakona odnosi na silu dizanja ili uzgona na tekućinu (tekućinu ili plin) protiv predmeta. Dakle, sa silom uzgona tekućeg predmeta, objekti različitih vrsta, jer imaju različitu gustoću, imaju različitu silu uzgona. To je ono zbog čega je Arhimed mogao odgovoriti na kraljeva pitanja i dokazati da je kruna kralja Hierona II zaslijepljena mješavinom zlata i srebra.
Razumijevanje Arhimedova zakona
Arhimedov zakon glasi:
" Objekt koji je djelomično ili u potpunosti uronjen u tekućinu iskusit će sila prema gore jednaka težini tekućine koju istjera objekt. "
Značenje riječi prenesene u zvuk Arhimedova zakona je količina tekućine koja se prelijeva, pritisnuta je tako da se čini kao da dolazi do povećanja glasnoće kad je predmet uronjen u tekućinu.
Količina tekućine koja se pomiče / preša ima volumen jednak volumenu predmeta uronjenog / uronjenog u tekućinu. Tako da prema Arhimedovom zakonu sila uzgona (Fa) ima jednaku vrijednost kao i težina istisnute tekućine (wf).
Arhimedove zakonske formule
Primjena Arhimedova zakona vrlo je korisna u nekoliko života, poput utvrđivanja kada podmornica pluta, lebdi ili tone. Pa, evo osnovnih principa formule Arhimedova zakona.
Također pročitajte: 16 islamskih kraljevstava u svijetu (PUNO) + ObjašnjenjeKad se objekt nalazi u tekućini, volumen tekućine prenosi se jednak volumenu predmeta u tekućini. Ako je volumen prenesene tekućine V, a gustoća fluida (masa po jedinici volumena) ρ, tada je masa prenesene tekućine:
m = ρ.V
Količina težine prenesene tekućine je
w = mg = ρ.Vg
Prema Arhimedovom principu, veličina pritiska prema gore jednaka je težini predmeta koji se kreće:
Fa = w = ρ.Vg
Ako je sustav u ravnoteži, može se formulirati
Fa = w
ρf.Vbf.g = ρb.Vb.g
ρf.Vbf = ρb.Vb
Informacija:
m = masa (kg)
ρ = gustoća (kg / m3)
V = zapremina (m3)
Fa = uzgon (N)
g = ubrzanje zbog gravitacije (m / s2)
wf = težina predmeta (N)
ρf = gustoća fluida (kg / m3)
Vbf = zapremina predmeta uronjenog u tekućinu (m3)
ρb = gustoća predmeta (kg / m3)
Vb = zapremina objekta (m3)
Plutajući, plutajući i tonući
Ako je objekt uronjen u tekućinu ili tekućinu, tada će se dogoditi 3 mogućnosti, a to su plutanje, plutanje i tonjenje .
Plutajući objekt
Predmet u tekućini pluta ako je gustoća predmeta manja od gustoće tekućine (ρb <ρf). Kad objekt pluta, samo je dio volumena predmeta uronjen u tekućinu, dok je drugi dio iznad površine vode u plutajućem stanju. Tako da se volumen predmeta podijeli na volumen predmeta koji je potopljen i volumen predmeta koji pluta.
Vb = Vb '+ Vbf
Fa = ρf.Vbf.g
Budući da je samo dio uronjen u tekućinu, primjenjuje se jednadžba sile uzlazne sile prema gore:
ρf.Vbf = ρb.Vb
Informacija:
Vb '= volumen plutajućeg objekta (m3)
Vbf = zapremina predmeta uronjenog u tekućinu (m3)
Vb = volumen cijelog objekta (m3)
Fa = uzgon (N)
ρf = gustoća tekućine (kg / m3)
g = gravitacija (m / s2)
Plutajući objekti
Objekti u tekućini plutaju kada je gustoća predmeta jednaka gustoći tekućine (ρb = ρf). Plutajući objekt nalazit će se između površine tekućine i dna posude.
Budući da je gustoća predmeta i tekućina jednaka, tada:
FA = ρf.Vb.g = ρb.Vb.g
Informacija:
Fa = uzgon (N)
ρf = gustoća tekućine (kg / m3)
ρb = gustoća predmeta (kg / m3)
Vb = zapremina objekta (m3)
g = gravitacija (m / s2)
Potopljeni objekt
Kada je gustoća predmeta veća od gustoće tekućine (ρb> ρf ) , objekt će potonuti i naći se na dnu posude. Mjerodavno pravo:
Fa = wu - wf
U potopljenom objektu čitav volumen predmeta uronjen je u vodu, pa je volumen istisnute vode jednak ukupnom volumenu predmeta. Ovim dobivamo odnos jednadžbe sile dizanja na tonućem objektu kroz odnos mase.
Također pročitajte: Kako pisati recenzije i primjere knjiga (beletristika i neumjetnička knjiga)ρf.Vb = mu - mf
Informacija:
Fa = uzgon (N)
wu = težina predmeta u zraku / stvarna težina (N)
wf = težina predmeta u tekućini (N)
g = gravitacija (m / s2)
Vb = ukupna zapremina objekta (m3)
ρf = gustoća vode (kg / m3)
mu = masa u zraku (kg)
mf = masa u tekućini (kg)
Primjer problema Arhimedova zakona
Primjer problema 1
Gustoća morske vode je 1025 kg / m3, izračunajte volumen stijene uronjene u morsku vodu ako je težina morske vode istisnute stijenom 2 Njutna!
Poznato je :
ρf = 1025 kg / m3
wf = 2 N
g = 9,8 m / s2
Traži se: V kamen. . . ?
Odgovor:
Težina morske vode: w = mg
Uzgon: Fa = ρf. g. Vbf
Težina prolivene vodene tvari jednaka je uzgonu stijene, pa se može zapisati
w = Fa
w = ρf.g.Vb
2 = 1025. (9,8) .Vb
2 = 10,045.Vb
Vb = 10,045 / 2
Vb = 1,991 x 10-4 m3 = 199,1 cm3
Dakle, volumen uronjene stijene je 199,1 cm3
Primjer problema 2
Predmet je težak u zraku 500 N. Odredite gustoću predmeta ako je težina predmeta u vodi 400 N, a gustoća vode 1.000 kg / m3!
Poznato je :
wu = 500 N
wf = 400 N
ρa = 1000 Kg / m3
Traženo: ρb?
Odgovor:
Fa = wu - wf
Fa = 500 N - 400 N
Fa = 100 N
ρb / ρf = wu / Fa
ρb / 1000 = 500/100
100 ρb = 500 000
ρb = 500.000 / 100
ρb = 5.000 kg / m3
Dakle, gustoća predmeta je 5.000 kg / m3
Primjer problema 3
Odredite gustoću plute ako je 75% volumena plute uronjeno u vodu, a gustoća vode 1 gram / cm3!
Poznato je :
ρf = 1 gr / cm3
Vf = 0,75 Vg
Traženo: ρg. . . ?
Odgovor:
ρg.Vg = ρf.Vf
ρg.Vg = 1. (0.75Vg)
ρg = 0,75 gr / cm3
Dakle, gustoća plute je 0,75 gr / cm3
Primjer problema 4
Blok ima gustoću od 2.500 kg / m3 i kada je u zraku težak je 25 Njutna. Odredite težinu bloka u vodi ako je gustoća vode 1000 kg / m3, a ubrzanje uslijed gravitacije 10 m / s2!
Poznato je :
ρb = 2.500 kg / m3
wu = 25 N
ρf = 1000 kg / m3
Traženo: wf?
Odgovor:
ρb / ρf = wu / Fa
(2500) / (1000) = 25 / Fa
2,5 Fa = 25
Fa = 25 / 2,5
Fa = 10 N
Kada objekt tone, primjenjuje se:
Fa = wa-wf
10 = 25 - wf
wf = 25-10
wf = 15 N
Dakle, težina bloka u vodi je 15 Njutna
Referenca : Eureka! Arhimedov princip
