Дали некогаш сте се запрашале зошто некои предмети лебдат додека други тонат? Дали знаевте дека секој предмет во течност искусува сила нагоре од течноста? Ајде да копаме и да дознаеме повеќе.
ЦЕЛИ НА УЧЕЊЕ
До крајот на оваа тема, се очекува да;
ВОВЕД
Сите предмети во течноста искусуваат нагорна сила од течноста без разлика дали се потопени или лебдат. Оваа нагорна сила се нарекува сила на потиснување нагоре . Силата на потиснување се нарекува и пловна сила и се означува со буквата „у“.
ПРИНЦИП НА АРХИМЕД
Грчкиот научник, по име Архимед, ги спроведе првите експерименти за мерење на потисната сила на објект во течност. Принципот на Архимед вели дека „кога телото е целосно потопено во течност, тоа искусува сила нагоре што е еднаква на тежината на поместената течност“.
Кога цврста материја е потопена во течност, потисната сила на ова цврсто тело ќе биде еднаква на тежината на поместената вода.
На пример, метален блок чиј волумен е 60 cm 3 и тежи 4,80 N во воздухот е потопен во течност. Определете ја тежината на блокот кога е целосно потопен во течност со густина од 1200 kgm -3 .
Решение
Волумен на поместената течност = 60cm 3 = 6,0 × 10 -5 m 3 .
Тежина на поместената течност = волумен x густина 6,0 × 10 -5 × 1200 × 10 = 0,72 N
Подигнување нагоре = тежина на поместената течност. Тежина на блокот во течност = 4,80 – 0,72 = 4,08 N
ПЛОБЕДНИ ОБЈЕКТИ
Предметите што лебдат во течности се помалку густи од течностите во кои лебдат. Може да се одреди односот помеѓу тежината на поместената течност и онаа на телото.
Тежината на поместената течност е еднаква на тежината на блок во воздухот. Ова е во согласност со законот за флотација кој вели дека „тело ја поместува сопствената тежина“. Оваа врска може да се претстави математички како што е прикажано подолу;
Тежина = волумен x густина x гравитација = v × ρ × g
W = vd × ρ × g каде што vd е волуменот на поместената течност.
Забележете дека пловењето е посебен вид на принципот на Архимед. Тоа е затоа што пловечкото тело тоне се додека нагонот не е еднаков на тежината на телото.
РЕЛАТИВНА ГУСТИНА
Релативната густина е утврдена како однос на густината на супстанцијата со густината на водата. Според законот за пловење, објектот поместува течност што е еднаква на неговата сопствена тежина, затоа, може да се утврдат следните математички изрази.
Релативна густина = \(\frac{\textrm{ density of substance}}{\textrm{density of water}}\) \(\frac{\textrm{weight of substance}}{\textrm{weight of equal }volume of water}\) = \(\frac{\textrm{mass of substance}}{\textrm{mass of equal volume of water}}\)
ПРИМЕНА НА РЕЛАТИВНА ГУСТИНА И ПРИНЦИП АРХИМЕД
1. Бродови . Дали некогаш сте се запрашале зошто железна игла веднаш потонува во вода, но не и голем брод? Одговорот е принципот на Архимед. Ноктот тоне бидејќи тежината на поместената вода е помала од онаа на иглата - густината на железото е поголема од онаа на водата. При изградбата на бродови се применува принципот на Архимед. Големи делови од бродот се оставени шупливи за да се направи бродот да тежи помалку од поместената вода. Пловечка сила со магнитуда еднаква на поместената вода го одржува бродот на површина.
2. Подморници . Подморницата може да плови по вода, а може и да биде потопена. Ова се постигнува со баласт и компресирани резервоари. Кога резервоарот за баласт се полни со вода, подморницата е потопена. Тоа е затоа што има поголема густина од поместената вода. Кога водата во резервоарот за баласт е исфрлена, со помош од компримираниот резервоар, густината на подморницата се намалува помалку од густината на поместената вода. Затоа, подморницата е во состојба да лебди.
3. Балони со топол воздух . Балонот се крева во воздухот кога воздухот што го опкружува балонот има поголема тежина од балонот. Кога тежината е еднаква, балонот останува неподвижен.
4. Хидрометри . Ова е инструмент кој се користи за мерење на специфична тежина или тежина на течности. Се состои од шуплива стаклена цевка со поширока основа во облик на сијалица и е запечатена од двата краја. Нивото на хидрометарот што е потопен во течност и вода поместена од хидрометарот се мери за да се добие специфичната тежина на течноста. Ако хидрометарот потоне подлабоко, тоа покажува дека примерокот на почвата има помала специфична тежина.
