کیا آپ نے کبھی سوچا ہے کہ کچھ چیزیں کیوں تیرتی ہیں جبکہ کچھ ڈوب جاتی ہیں؟ کیا آپ جانتے ہیں کہ مائع میں موجود ہر چیز مائع سے اوپر کی طرف جانے والی قوت کا تجربہ کرتی ہے؟ آئیے کھودیں اور مزید معلومات حاصل کریں۔
سیکھنے کے مقاصد
اس موضوع کے اختتام تک، آپ سے توقع کی جاتی ہے کہ؛
تعارف
مائع میں موجود تمام اشیاء مائع سے اوپر کی طرف جانے والی قوت کا تجربہ کرتی ہیں چاہے وہ ڈوبی ہوئی ہوں یا تیرتی ہوں۔ اس اوپر کی طاقت کو اوپر کی طاقت کہا جاتا ہے۔ اوپر کی طاقت کو خوش کن قوت بھی کہا جاتا ہے اور اسے حرف "u" سے ظاہر کیا جاتا ہے۔
آرکیمیڈز کا اصول
ایک یونانی سائنس دان، جس کا نام آرکیمیڈیز تھا، نے مائع میں کسی شے کے اوپر ہونے کی پیمائش کے لیے پہلا تجربہ کیا۔ آرکیمیڈیز کے اصول میں کہا گیا ہے کہ "جب ایک جسم مکمل طور پر کسی سیال میں ڈوبا ہوتا ہے، تو اسے اوپر کی طرف ایک قوت محسوس ہوتی ہے جو کہ بے گھر ہونے والے سیال کے وزن کے برابر ہوتی ہے"۔
جب کسی ٹھوس کو مائع میں ڈبویا جاتا ہے، تو اس ٹھوس پر اوپر کا زور بے گھر پانی کے وزن کے برابر ہوگا۔
مثال کے طور پر، ایک دھاتی بلاک جس کا حجم 60 سینٹی میٹر 3 ہے اور ہوا میں 4.80N وزن ہے مائع میں ڈوبا ہوا ہے۔ بلاک کے وزن کا تعین کریں جب یہ مکمل طور پر مائع میں ڈوب جائے جس کی کثافت 1,200 کلوگرام ہے -3 ۔
حل
بے گھر مائع کا حجم = 60cm 3 = 6.0 × 10 -5 m 3 ۔
بے گھر ہونے والے مائع کا وزن = حجم x کثافت 6.0 × 10 -5 × 1200 × 10 = 0.72 N
upthrust = بے گھر مائع کا وزن۔ مائع میں بلاک کا وزن = 4.80 - 0.72 = 4.08 N
فلوٹنگ آبجیکٹ
وہ اشیاء جو مائعات میں تیرتی ہیں ان مائعات سے کم گھنے ہوتی ہیں جن میں وہ تیرتے ہیں۔ بے گھر مائع کے وزن اور جسم کے وزن کے درمیان تعلق کا تعین کیا جا سکتا ہے۔
بے گھر ہونے والے مائع کا وزن ہوا میں ایک بلاک کے وزن کے برابر ہے۔ یہ فلوٹیشن قانون سے مطابقت رکھتا ہے جس میں کہا گیا ہے کہ "ایک جسم اپنے وزن کو تبدیل کرتا ہے"۔ اس تعلق کو ریاضی کے لحاظ سے پیش کیا جا سکتا ہے جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے۔
وزن = حجم x کثافت x کشش ثقل = v × ρ × g
W = vd × ρ × g جہاں vd بے گھر ہونے والے مائع کا حجم ہے۔
یاد رکھیں کہ فلوٹیشن آرکیمیڈیز کے اصول کی ایک خاص قسم ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ ایک تیرتا ہوا جسم اس وقت تک ڈوب جاتا ہے جب تک کہ اوپر کا حصہ جسم کے وزن کے برابر نہ ہو جائے۔
رشتہ دار کثافت
رشتہ دار کثافت کو پانی کی کثافت سے مادہ کی کثافت کے تناسب کے طور پر قائم کیا گیا ہے۔ فلوٹیشن کے قانون کی رو سے، کوئی شے ایک ایسے سیال کو بے گھر کر دیتی ہے جو اس کے اپنے وزن کے برابر ہے، اس لیے درج ذیل ریاضیاتی تاثرات قائم کیے جا سکتے ہیں۔
رشتہ دار کثافت = \(\frac{\textrm{ density of substance}}{\textrm{density of water}}\) = \(\frac{\textrm{weight of substance}}{\textrm{weight of equal }volume of water}\) = \(\frac{\textrm{mass of substance}}{\textrm{mass of equal volume of water}}\)
متعلقہ کثافت اور آرکیمیڈیز اصول کے اطلاقات
1. جہاز ۔ کیا آپ نے کبھی سوچا ہے کہ لوہے کی سوئی فوراً پانی میں کیوں ڈوب جاتی ہے لیکن بڑا جہاز کیوں نہیں؟ جواب آرکیمیڈیز کا اصول ہے۔ ناخن اس لیے ڈوب جاتا ہے کیونکہ بے گھر پانی کا وزن سوئی کے وزن سے کم ہوتا ہے- لوہے کی کثافت پانی سے زیادہ ہوتی ہے۔ بحری جہازوں کی تعمیر میں آرکیمیڈیز کا اصول لاگو ہوتا ہے۔ جہاز کے بڑے حصے کو کھوکھلا چھوڑ دیا جاتا ہے تاکہ جہاز کا وزن بے گھر پانی سے کم ہو۔ بے گھر پانی کے برابر شدت کے ساتھ ایک خوش کن قوت جہاز کو تیرتی رہتی ہے۔
2. آبدوزیں آبدوز پانی پر تیر سکتی ہے اور اسے ڈوب بھی سکتی ہے۔ یہ گٹی اور کمپریسڈ ٹینکوں کے ذریعہ حاصل کیا جاتا ہے۔ جب بیلسٹ ٹینک پانی سے بھر جاتا ہے تو آبدوز ڈوب جاتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ اس کی کثافت بے گھر پانی سے زیادہ ہے۔ جب بیلسٹ ٹینک میں پانی نکالا جاتا ہے، کمپریسڈ ٹینک کی مدد سے، آبدوز کی کثافت بے گھر پانی کی کثافت سے کم ہوجاتی ہے۔ اس لیے آبدوز تیرنے کے قابل ہے۔
3. گرم ہوا کے غبارے غبارہ اس وقت ہوا میں اٹھتا ہے جب غبارے کے ارد گرد کی ہوا کا وزن غبارے سے زیادہ ہوتا ہے۔ جب وزن برابر ہو تو غبارہ ساکت رہتا ہے۔
4. ہائیڈرو میٹر یہ مائع کی مخصوص کشش ثقل یا کشش ثقل کی پیمائش کے لیے استعمال ہونے والا آلہ ہے۔ یہ شیشے کی کھوکھلی ٹیوب سے بنا ہوا ہے جس میں ایک وسیع بیس بلب کی شکل ہے اور دونوں سروں سے بند ہے۔ ہائیڈرومیٹر کی سطح جو کسی مائع اور پانی میں ڈوبی ہوئی ہے جو ہائیڈرومیٹر کے ذریعہ بے گھر ہوتی ہے اس کی پیمائش مائع کی مخصوص کشش ثقل حاصل کرنے کے لئے کی جاتی ہے۔ اگر ہائیڈرو میٹر گہرائی میں ڈوب جائے تو یہ ظاہر کرتا ہے کہ نمونے کی مٹی میں کم مخصوص کشش ثقل ہے۔
