Heç düşünmüsünüzmü niyə bəzi cisimlər üzər, digərləri batır? Mayedəki hər bir cismin mayedən yuxarıya doğru bir qüvvə olduğunu bilirdinizmi? Gəlin dərinləşək və daha çox öyrənək.
TƏLİM MƏQSƏDLƏRİ
Bu mövzunun sonunda sizdən gözlənilir;
GİRİŞ
Bir maye içərisində olan bütün cisimlər suya batırılmış və ya üzən olsalar da, mayedən yuxarıya doğru bir qüvvə yaşayırlar. Bu yuxarı qüvvəyə yuxarı qaldırma qüvvəsi deyilir. Yuxarı itələmə qüvvəsinə üzmə qüvvəsi də deyilir və “u” hərfi ilə işarələnir.
ARXIMED PRİNSİPİ
Arximed adlı bir yunan alimi mayedəki cismin yuxarı qalxmasını ölçmək üçün ilk təcrübələri apardı. Arximed prinsipində deyilir ki, “bədən mayenin içinə tam batırıldıqda, yerdəyişən mayenin ağırlığına bərabər olan yuxarıya doğru bir qüvvə yaşayır”.
Bərk bir cisim mayeyə batırıldıqda, bu bərk cismin yuxarı qalxması yerindən çıxan suyun ağırlığına bərabər olacaqdır.
Məsələn, havada həcmi 60 sm 3 və çəkisi 4,80 N olan metal blok mayenin içinə batırılır. Sıxlığı 1200 kqm -3 olan mayeyə tam batırıldıqda blokun çəkisini təyin edin.
Həll
Köçürülən mayenin həcmi = 60sm 3 = 6,0 × 10 -5 m 3 .
Köçürülən mayenin çəkisi = həcm x sıxlıq 6,0 × 10 -5 × 1200 × 10 = 0,72 N
Yuxarı itmə = yerdəyişən mayenin çəkisi. Blokun mayedə çəkisi = 4,80 – 0,72 = 4,08 N
ÜZƏN OBYEKTLƏR
Mayelərdə üzən cisimlər, üzdükləri mayelərdən daha az sıxdır. Köçürülən mayenin çəkisi ilə bədənin çəkisi arasında əlaqə müəyyən edilə bilər.
Köçürülən mayenin çəkisi havadakı blokun ağırlığına bərabərdir. Bu, “bədənin öz çəkisini dəyişdirdiyini” ifadə edən floatasiya qanununa uyğundur. Bu əlaqə aşağıda göstərildiyi kimi riyazi şəkildə təqdim edilə bilər;
Çəki = həcm x sıxlıq x çəkisi = v × ρ × g
W = vd × ρ × g burada vd yerdəyişən mayenin həcmidir.
Qeyd edək ki, floatasiya Arximed prinsipinin xüsusi bir növüdür. Bunun səbəbi, üzən bir cismin yuxarı qalxması bədənin ağırlığına bərabər olana qədər batmasıdır.
Nisbi Sıxlıq
Nisbi sıxlıq bir maddənin sıxlığının suyun sıxlığına nisbəti kimi müəyyən edilmişdir. Üzmə qanununa görə, cisim öz çəkisinə bərabər olan mayeni sıxışdırır, ona görə də aşağıdakı riyazi ifadələr müəyyən edilə bilər.
Nisbi sıxlıq = \(\frac{\textrm{ density of substance}}{\textrm{density of water}}\) = \(\frac{\textrm{weight of substance}}{\textrm{weight of equal }volume of water}\) = \(\frac{\textrm{mass of substance}}{\textrm{mass of equal volume of water}}\)
NİSİ SıXLIQ VƏ ARXIMED PRİNSİPİNİN TƏTBİQİ
1. Gəmilər . Heç düşünmüsünüzmü ki, niyə dəmir iynə dərhal suya batır, amma böyük bir gəmi yox? Cavab Arximed prinsipidir. Dırnaq batır, çünki yerdəyişən suyun çəkisi iynəninkindən azdır - dəmirin sıxlığı sudan daha böyükdür. Gəmilərin inşasında Arximed prinsipi tətbiq edilir. Gəminin böyük hissələri boş qalır ki, gəminin çəkisi yerdəyişən sudan daha az olsun. Köçürülən suya bərabər böyüklükdə qaldırıcı qüvvə gəmini suda saxlayır.
2. Sualtı qayıqlar . Sualtı qayıq su üzərində üzə bilər və su altında da ola bilər. Buna ballast və sıxılmış çənlər vasitəsilə nail olunur. Balast çəni su ilə doldurulduqda sualtı qayıq su altında qalır. Bunun səbəbi yerdəyişən sudan daha yüksək sıxlığa sahib olmasıdır. Balast çənindəki su sıxılmış çənin köməyi ilə xaric edildikdə, sualtı qayığın sıxlığı yerdəyişən suyun sıxlığından daha az azalır. Buna görə də sualtı qayıq üzməyi bacarır.
3. İsti hava balonları . Balonu əhatə edən hava şardan daha çox ağırlığa malik olduqda, balon havaya qalxır. Ağırlıq bərabər olduqda, balon hərəkətsiz qalır.
4. Hidrometrlər . Bu, mayelərin xüsusi çəkisini və ya ağırlığını ölçmək üçün istifadə olunan alətdir. O, daha geniş bazası olan içi boş şüşə borudan hazırlanmışdır və hər iki ucundan möhürlənmişdir. Bir mayenin xüsusi çəkisini əldə etmək üçün mayenin içində olan hidrometrin səviyyəsi və hidrometr tərəfindən yerdəyişdirilən suyun səviyyəsi ölçülür. Hidrometr daha dərinə batırsa, nümunə torpağın daha az xüsusi çəkisi olduğunu göstərir.
