Naisip mo na ba kung bakit ang ilang bagay ay lumulutang habang ang iba ay lumulubog? Alam mo ba na ang bawat bagay sa isang likido ay nakakaranas ng pataas na puwersa mula sa likido? Halika at alamin pa natin.
MGA LAYUNIN SA PAG-AARAL
Sa pagtatapos ng paksang ito, inaasahang;
PANIMULA
Ang lahat ng mga bagay sa isang likido ay nakakaranas ng pataas na puwersa mula sa likido kung sila ay nakalubog o lumulutang. Ang pataas na puwersa na ito ay tinatawag na upthrust force. Ang upthrust force ay tinatawag ding buoyant force at ito ay tinutukoy ng letrang “u”.
PRINSIPYO NI ARCHIMEDES
Isang Greek scientist, na nagngangalang Archimedes ang nagsagawa ng mga unang eksperimento upang sukatin ang upthrust sa isang bagay sa likido. Ang prinsipyo ng Archimedes ay nagsasaad na "kapag ang isang katawan ay ganap na nahuhulog sa isang likido, ito ay nakakaranas ng pataas na puwersa na katumbas ng bigat ng inilipat na likido".
Kapag ang isang solid ay nahuhulog sa isang likido, ang upthrust sa solidong ito ay magiging katumbas ng bigat ng inilipat na tubig.
Halimbawa, ang isang bloke ng metal na ang volume ay 60 cm 3 at tumitimbang ng 4.80N sa hangin ay nakalubog sa isang likido. Tukuyin ang bigat ng bloke kapag ito ay ganap na nakalubog sa isang likido na may density na 1,200 kgm -3 .
Solusyon
Dami ng inilipat na likido = 60cm 3 = 6.0 × 10 -5 m 3 .
Timbang ng likidong inilipat = volume x density 6.0 × 10 -5 × 1200 × 10 = 0.72 N
Upthrust = bigat ng inilipat na likido. Timbang ng bloke sa likido = 4.80 – 0.72 = 4.08 N
LUMUTANG NA MGA BAGAY
Ang mga bagay na lumulutang sa mga likido ay hindi gaanong siksik kaysa sa mga likido kung saan sila lumulutang. Maaaring matukoy ang kaugnayan sa pagitan ng bigat ng inilipat na likido at ng katawan.
Ang bigat ng likidong inilipat ay katumbas ng bigat ng isang bloke sa hangin. Ito ay naaayon sa floatation law na nagsasaad na "a body displaces its own weight". Ang kaugnayang ito ay maaaring ilarawan sa matematika tulad ng ipinapakita sa ibaba;
Timbang = volume x density x gravity = v × ρ × g
W = vd × ρ × g kung saan ang vd ay ang dami ng likidong inilipat.
Tandaan na ang floatation ay isang espesyal na uri ng prinsipyo ng Archimedes. Ito ay dahil ang lumulutang na katawan ay lumulubog hanggang ang upthrust ay katumbas ng bigat ng katawan.
KAGUMAGAT NA KAPAL
Ang kamag-anak na density ay itinatag bilang ang ratio ng density ng isang sangkap sa density ng tubig. Sa pamamagitan ng batas ng floatation, pinapalitan ng isang bagay ang isang likido na katumbas ng sarili nitong timbang samakatuwid, ang mga sumusunod na mathematical expression ay maaaring maitatag.
Relative density = \(\frac{\textrm{ density of substance}}{\textrm{density of water}}\) \(\frac{\textrm{weight of substance}}{\textrm{weight of equal }volume of water}\) = \(\frac{\textrm{mass of substance}}{\textrm{mass of equal volume of water}}\)
MGA APLIKASYON NG RELATIVE DENSITY AT ARCHIMEDES PRINCIPLE
1. Mga barko . Nagtataka ka ba kung bakit ang isang bakal na karayom ay lumulubog kaagad sa tubig ngunit hindi isang malaking barko? Ang sagot ay prinsipyo ni Archimedes. Ang pako ay lumulubog dahil ang bigat ng tubig na inilipat ay mas mababa kaysa sa karayom- ang density ng bakal ay mas malaki kaysa sa tubig. Inilapat ang prinsipyo ni Archimedes sa paggawa ng mga barko. Ang malalaking bahagi ng barko ay iniwang guwang upang gawing mas mababa ang bigat ng barko kaysa sa inilipat na tubig. Ang isang buoyant force na may magnitude na katumbas ng displaced water ay nagpapanatili sa barko na nakalutang.
2. Mga submarino . Ang isang submarino ay maaaring lumutang sa tubig at maaari rin itong lumubog. Ito ay nakakamit ng ballast at compressed tank. Kapag ang tangke ng ballast ay napuno ng tubig, ang submarino ay lumubog. Ito ay dahil mayroon itong mas mataas na density kaysa sa inilipat na tubig. Kapag ang tubig sa ballast tank ay pinatalsik, sa tulong mula sa compressed tank, ang density ng submarine ay mas mababa kaysa sa density ng displaced water. Samakatuwid, ang submarino ay maaaring lumutang.
3. Mga Hot Air Balloon . Ang lobo ay tumataas sa hangin kapag ang hangin na nakapalibot sa lobo ay may mas malaking timbang kaysa sa lobo. Kapag ang bigat ay pantay, ang lobo ay mananatiling nakatigil.
4. Hydrometers . Ito ay isang instrumento na ginagamit para sa pagsukat ng tiyak na gravity o gravity ng mga likido. Binubuo ito ng isang guwang na tubo ng salamin na may mas malawak na base na hugis bombilya at selyadong mula sa magkabilang dulo. Ang antas ng hydrometer na nakalubog sa isang likido at tubig na inilipat ng hydrometer ay sinusukat upang makuha ang tiyak na gravity ng isang likido. Kung ang hydrometer ay lumubog nang mas malalim, ito ay nagpapakita na ang sample na lupa ay may hindi gaanong tiyak na gravity.
