ብቃትን እንዴት ማስላት እንደሚቻል -12 ደረጃዎች (ከስዕሎች ጋር)

2024 ደራሲ ደራሲ: Jason Gerald | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-15 08:08

ተንሳፋፊው ኃይል ከስበት ኃይል ተቃራኒ የሆነ ኃይል ነው ፣ ይህም በፈሳሽ ውስጥ የተጠመቁትን ነገሮች ሁሉ ይነካል። አንድ ነገር በፈሳሽ ውስጥ በሚቀመጥበት ጊዜ የእቃው ብዛት በፈሳሹ ላይ (ፈሳሽ ወይም ጋዝ) ላይ ይጫናል ፣ ተንሳፋፊው ኃይል ደግሞ ዕቃውን ከስበት ኃይል ጋር ይገፋል። በአጠቃላይ ፣ ይህ ተንሳፋፊ ኃይል በቀመር ሊሰላ ይችላል ረ_ሀ = ቪ_ቲ ግ ፣ ከ ኤፍ ጋር_ሀ ተንሳፋፊ ኃይል ነው ፣ ቁ_ቲ የሰመጠው ነገር መጠን ፣ የፈሳሹ ጥግግት ነው ፣ እና ሰ የስበት ኃይል ነው። የነገርን ንዝረት እንዴት እንደሚወስኑ ለማወቅ ፣ ለመጀመር ደረጃ 1 ን ከዚህ በታች ይመልከቱ።

ደረጃ

ዘዴ 1 ከ 2 - የ Buoyancy እኩልታን መጠቀም

ደረጃ 1. የነገሩን የጠለቀውን ክፍል መጠን ይፈልጉ።

በአንድ ነገር ላይ የሚሠራው ተንሳፋፊ ኃይል ከተጠለቀው ነገር መጠን ጋር ተመጣጣኝ ነው። በሌላ አነጋገር ፣ የእቃው ጠልቆ የገባ ጠንካራ ክፍል ፣ በእቃው ላይ የሚሠራው ተንሳፋፊ ኃይል ይበልጣል። ይህ ማለት በፈሳሽ ውስጥ የተጠመቁ ዕቃዎች ዕቃውን ወደ ላይ የሚገፋ ተንሳፋፊ ኃይል አላቸው ማለት ነው። በአንድ ነገር ላይ የሚሠራውን ተንሳፋፊ ኃይል ማስላት ለመጀመር የመጀመሪያው እርምጃዎ ብዙውን ጊዜ በፈሳሹ ውስጥ የሰመጠውን የነገር መጠን መወሰን ነው። ለቁጥር እኩልነት ፣ ይህ እሴት በሜትር መሆን አለበት³.

• በአንድ ነገር ውስጥ ሙሉ በሙሉ በፈሰሰ ነገር ውስጥ ፣ የተጠመቀው መጠን ከእቃው ራሱ መጠን ጋር እኩል ነው። ከፈሳሹ ወለል በላይ ለሚንሳፈፉ ዕቃዎች ፣ ከመሬት በታች ያለው መጠን ብቻ ይሰላል።
• ለምሳሌ ፣ በውሃ ላይ በሚንሳፈፍ የጎማ ኳስ ላይ የሚሠራውን ተንሳፋፊ ኃይል ማግኘት እንፈልጋለን እንበል። የጎማው ኳስ የ 1 ሜትር ዲያሜትር ያለው ፍጹም ሉል ከሆነ እና ግማሹ በውሃው ውስጥ ከሰመጠ ፣ የሉሉን አጠቃላይ መጠን በማግኘት እና ለሁለት በመክፈል የጠለቀውን ክፍል መጠን እናገኛለን። የሉል መጠኑ (4/3) (ራዲየስ) ስለሆነ³ ፣ የእኛ ሉል መጠን (4/3) π (0 ፣ 5) መሆኑን እናውቃለን³ = 0.524 ሜትር³. 0, 524/2 = 0.262 ሜትር³ መስመጥ.

ደረጃ 2. የፈሳሽዎን ጥግግት ይፈልጉ።

ብጥብጥን የማግኘት ሂደት ቀጣዩ ደረጃ መጠኑን (በኪሎግራም/ሜትር) መግለፅ ነው³) እቃው የተጠመቀበት ፈሳሽ። መጠነ -ልኬት የአንድ ነገር ወይም ንጥረ ነገር ብዛት ከክብደቱ ጋር ሲነፃፀር ነው። ተመሳሳይ መጠን ያላቸው ሁለት ዕቃዎች ከተሰጡ ፣ ከፍተኛ መጠን ያለው ነገር የበለጠ ብዛት ይኖረዋል። እንደ ደንቡ ፣ ነገሩ ውስጥ የገባበት ፈሳሽ የበለጠ መጠን ፣ ተንሳፋፊው ኃይል ይበልጣል። በፈሳሾች ፣ ብዙውን ጊዜ መጠጋጋትን ለመወሰን ቀላሉ መንገድ በቀላሉ በማጣቀሻ ቁሳቁስ ውስጥ መፈለግ ነው።

• በእኛ ምሳሌ ውስጥ ኳሳችን በውሃ ውስጥ ይንሳፈፋል። የአካዳሚክ ምንጮችን በመመልከት ፣ ውሃ በግምት መጠጋጋት እንዳለው እናገኛለን። 1,000 ኪሎግራም/ሜትር³.
• ሌሎች በሰፊው ጥቅም ላይ የዋሉ ፈሳሽ መጠኖች በምህንድስና ምንጮች ውስጥ ተዘርዝረዋል። ከዝርዝሮቹ ውስጥ አንዱ እዚህ ይገኛል።

ደረጃ 3. የስበት ኃይል (ወይም ሌላ ወደ ታች ኃይል) ይፈልጉ።

አንድ ነገር በፈሳሽ ውስጥ ቢሰምጥ ወይም ቢንሳፈፍ ሁል ጊዜ የስበት ኃይል አለው። በገሃዱ ዓለም ፣ ወደ ታች ያለው የኃይል ቋሚው እኩል ነው 9.81 ኒውተን/ኪሎግራም. ሆኖም ፣ እንደ ሴንትሪፉጋል ኃይል ያሉ ሌሎች ኃይሎች በፈሳሹ ላይ በሚሠሩበት እና በውስጡ በተጠመቀው ነገር ውስጥ ባሉ ሁኔታዎች ውስጥ ፣ ይህ ኃይል ለጠቅላላው ስርዓት የተጣራ ወደታች ኃይል ለመወሰን ግምት ውስጥ መግባት አለበት።

• በእኛ ምሳሌ ፣ እኛ ከተራ ፣ የማይንቀሳቀስ ስርዓት ጋር እየሠራን ነው ፣ ስለሆነም በፈሳሾች እና በእቃዎች ላይ የሚሠራ ብቸኛው ወደታች ኃይል አጠቃላይ የስበት ኃይል ነው ብለን መገመት እንችላለን - 9.81 ኒውተን/ኪሎግራም.
• ሆኖም ፣ በውሃ ባልዲ ውስጥ የሚንሳፈፈው ኳሳችን በከፍተኛ ፍጥነት በአግድመት አቅጣጫ በክበብ ውስጥ ቢወዛወዝ? በዚህ ሁኔታ ውሃው እና ኳሱ እንዳይፈስ ባልዲው በፍጥነት እየተወዛወዘ እንደሆነ በመገመት ፣ በዚህ ሁኔታ ውስጥ ያለው የቁልቁለት ኃይል የሚመነጨው በባልዲው መወዛወዝ ከተፈጠረ ሴንትሪፉጋል ኃይል እንጂ ከምድር ስበት አይደለም።

ደረጃ 4. የድምፅ መጠን ፣ ጥግግት ፣ ስበት ማባዛት።

የነገርዎ የድምጽ መጠን እሴት ካለዎት (በሜትር³) ፣ የፈሳሽዎ ጥግግት (በኪሎግራም/ሜትር³) ፣ እና የስበት ኃይል (በስርዓትዎ ላይ ወደ ታች ያለው ኃይል) ፣ ስለዚህ ቡቃያ ማግኘት በጣም ቀላል ነው። በኒውቶኖች ውስጥ ተንሳፋፊ ኃይልን ለማግኘት እነዚህን ሶስት እሴቶች ያባዙ።

እሴቶቻችንን ወደ ቀመር ኤፍ በማያያዝ የእኛን ምሳሌ ችግር እንፍታ_ሀ = ቪ_ቲ ግ. ረ_ሀ = 0.262 ሜትር³ × 1,000 ኪሎግራም/ሜትር³.8 9.81 newtons/kilogram = 2,570 ኒውቶኖች.

ደረጃ 5. ንቃተ -ህሊናውን ከስበት ኃይል ጋር በማወዳደር የሚንሳፈፍ መሆኑን ይመልከቱ።

የትንፋሽ እኩልታን በመጠቀም አንድን ነገር ወደ ላይ እና ወደ ፈሳሽ የሚገፋውን ኃይል ማግኘት ቀላል ነው። ሆኖም ፣ በትንሽ ተጨማሪ ጥረት ፣ አንድ ነገር ተንሳፋፊ ወይም መስመጥ አለመሆኑን ማወቅም ይቻላል። ለጠቅላላው ነገር ተንሳፋፊ ኃይልን ብቻ ይፈልጉ (በሌላ አነጋገር ሙሉውን ድምጽ ለ V እሴት ይጠቀሙ_ቲ) ፣ ከዚያ የስበት ኃይልን በቀመር G = (የነገሩን ብዛት) (9.81 ሜትር/ሰከንድ) ወደ ታች የሚገፋውን ያግኙ²). ተንሳፋፊው ኃይል ከስበት ኃይል የበለጠ ከሆነ እቃው ይንሳፈፋል። በሌላ በኩል የስበት ኃይል ከተንሳፋፊው ኃይል የሚበልጥ ከሆነ እቃው ይሰምጣል። መጠኖቹ አንድ ከሆኑ እቃው ተንሳፈፈ ይባላል።

• ለምሳሌ ፣ በ 20 ኪሎ ግራም ክብደት እና 0.75 ሜትር ዲያሜትር እና 1.25 ሜትር ቁመት ያለው የእንጨት ሲሊንደሪክ በርሜል በውሃ ውስጥ የሚንሳፈፍ መሆኑን ማወቅ እንፈልጋለን ይበሉ። ይህ ችግር በርካታ እርምጃዎችን ይጠቀማል-

  • ለሲሊንደሩ V = (ራዲየስ) መጠን ከቀመር ጋር ድምጹን ማግኘት እንችላለን²(ረጅም)። ቪ = (0, 375)²(1, 25) = 0.55 ሜትር³.
  • በመቀጠልም የስበት መጠኑ ተራ እና የመደበኛ መጠነ -ውሃ ውሃ እንደሆነ በመገመት የበርሜሉን ተንሳፋፊ ኃይል ማግኘት እንችላለን። 0.55 ሜትር³ × 1000 ኪሎግራም/ሜትር³.8 9.81 newtons/kilogram = 5,395 ፣ 5 ኒውቶኖች.
  • አሁን የበርሜሉን የስበት ኃይል ማግኘት አለብን። G = (20 ኪ.ግ) (9.81 ሜትር/ሰከንድ)²) = 196.2 ኒውቶኖች. ይህ ኃይል ከሚንሳፈፍ ኃይል ያነሰ ነው ፣ ስለዚህ በርሜሉ ይንሳፈፋል።

ደረጃ 6. ፈሳሽዎ ጋዝ ከሆነ ተመሳሳይ አቀራረብ ይጠቀሙ።

በችግር ችግሮች ላይ በሚሠሩበት ጊዜ ፣ ነገሩ የተጠመቀበት ፈሳሽ ፈሳሽ መሆን እንደሌለበት መርሳት የለብዎትም። ጋዞች እንዲሁ ፈሳሾች ናቸው ፣ እና ምንም እንኳን ጋዞች ከሌሎቹ ንጥረ ነገሮች ጋር ሲነፃፀሩ በጣም ዝቅተኛ መጠናቸው ቢኖራቸውም ፣ አሁንም በጋዝ ውስጥ የሚንሳፈፉትን የተወሰኑ ብዛት ያላቸውን ነገሮች መደገፍ ይችላሉ። ቀላል የሂሊየም ፊኛ ለዚህ ማረጋገጫ ነው። ፊኛ ውስጥ ያለው ጋዝ ከአከባቢው ፈሳሽ (ከባቢ አየር) ያነሰ ጥቅጥቅ ያለ ስለሆነ ፊኛው ይንሳፈፋል!

ዘዴ 2 ከ 2 - ቀለል ያለ የ Buoyancy ሙከራን ማከናወን

ደረጃ 1. በትልቅ ጎድጓዳ ሳህን ውስጥ ትንሽ ሳህን ወይም ኩባያ ያስቀምጡ።

በአንዳንድ የቤት ዕቃዎች ፣ በሙከራ ውስጥ የትንፋሽ መርሆዎችን ማየት ቀላል ነው! በዚህ ቀላል ሙከራ ውስጥ ፣ ከተሰመጠ ነገር መጠን ጋር እኩል የሆነ የፈሳሽን መጠን ስለሚያፈላልፍ አንድ የጠለቀ ነገር ተንሳፋፊ ኃይልን እንደሚለማመድ እናሳያለን። ይህንን ስናደርግ ፣ በዚህ ሙከራ የአንድን ነገር ተንሳፋፊ ኃይል ለማግኘት ተግባራዊ መንገድን እናሳያለን። ለመጀመር እንደ ትልቅ ጎድጓዳ ሳህን ወይም ባልዲ ባለ ትልቅ መያዣ ውስጥ እንደ ጎድጓዳ ሳህን ወይም ጽዋ ያለ ትንሽ ፣ ክፍት መያዣ ያስቀምጡ።

ደረጃ 2. አነስተኛውን መያዣ እስከ ጫፉ ድረስ ይሙሉት።

በመቀጠልም ትንሹን የውስጥ መያዣ በውሃ ይሙሉ። ሳይፈስ ውሃው እንደ መያዣው ከፍ እንዲል ይፈልጋሉ። እዚህ ይጠንቀቁ! ውሃ ከፈሰሱ ፣ እንደገና ከመሞከርዎ በፊት ትልቁን መያዣ ባዶ ያድርጉት።

• ለዚህ ሙከራ ዓላማዎች ውሃ 1000 ኪሎ ግራም/ሜትር አጠቃላይ ጥግግት አለው ብሎ መገመት ጥሩ ነው³. የባሕር ውሀን ወይም ሙሉ በሙሉ የተለየ ፈሳሽ እስካልተጠቀሙ ድረስ ፣ አብዛኛዎቹ የውሃ ዓይነቶች ከዚህ የማጣቀሻ እሴት ጋር ተመሳሳይ መጠን አላቸው ፣ ስለዚህ ትንሽ ልዩነት ውጤቶቻችንን አይለውጥም።
• የዓይን ጠብታዎች ካሉዎት ይህ በትንሽ ማጠራቀሚያ ውስጥ የውሃውን ደረጃ ከፍ ለማድረግ በጣም ጠቃሚ ሊሆን ይችላል።

ደረጃ 3. ትንሹን ነገር ሰመጡ።

በመቀጠል ፣ በትንሽ ዕቃ ውስጥ የሚገጣጠም እና በውሃ የማይጎዳ ትንሽ ነገር ይፈልጉ። የዚህን ነገር ብዛት በኪሎግራም ውስጥ ያግኙ (ግራም ሊወስድ እና ወደ ኪሎግራም ሊለውጥ የሚችል ሚዛን ወይም ሚዛን መጠቀም ይፈልጉ ይሆናል)። ከዚያ ፣ ጣቶችዎን ሳያጠቡ ፣ ቀስ ብለው ግን በእርግጠኝነት መንሳፈፍ እስኪጀምር ድረስ እቃውን በውሃ ውስጥ ይክሉት ወይም ትንሽ ይያዙት እና ከዚያ ይልቀቁት። በትንሽ ማጠራቀሚያ ውስጥ ያለው ውሃ ወደ ውጭ መያዣ ውስጥ እንደሚፈስ ያስተውላሉ።

ለኛ ምሳሌ ፣ አንድ መጫወቻ መኪና በጅምላ 0.05 ኪሎግራም ወደ አንድ ትንሽ ኮንቴይነር ጠልቀን እንበል። የሚቀጥለውን ደረጃ ስለምንመለከት የዚህን መኪና መጠን ማወቅ አያስፈልገንም።

ደረጃ 4. የፈሰሰውን ውሃ መሰብሰብ እና መቁጠር።

አንድን ነገር በውሃ ውስጥ ሲሰምጡ ፣ የተወሰነውን ውሃ ያፈናቅላል - አለበለዚያ እቃውን በውሃ ውስጥ ለማስቀመጥ ምንም ቦታ አይኖርም። አንድ ነገር ውሃውን ወደ ውጭ ሲገፋው ውሃው ወደ ኋላ ይገፋል ፣ ተንሳፋፊ ኃይል ይፈጥራል። የፈሰሰውን ውሃ ከትንሽ መያዣ ወስደው በትንሽ የመለኪያ ጽዋ ውስጥ አፍስሱ። በመለኪያ ጽዋ ውስጥ ያለው የውሃ መጠን ከተጠለፈው ነገር መጠን ጋር እኩል ነው።

በሌላ አነጋገር ፣ የእርስዎ ነገር የሚንሳፈፍ ከሆነ ፣ የሚፈሰው የውሃ መጠን ከውሃው ወለል በታች ከተጠለቀው የነገር መጠን ጋር እኩል ይሆናል። እቃዎ ቢሰምጥ የሚፈሰው የውሃ መጠን ከእቃው አጠቃላይ መጠን ጋር እኩል ነው።

ደረጃ 5. የፈሰሰውን ውሃ ብዛት ያሰሉ።

የውሃ መጠኑን ስለሚያውቁ እና በመለኪያ ጽዋ ውስጥ የሚፈሰው የውሃ መጠን መለካት ስለሚችሉ ፣ ክብደቱን ማግኘት ይችላሉ። ድምጹን ወደ ሜትር ብቻ ይቀይሩ³ (እንደ የመስመር ላይ የመቀየሪያ እርዳታዎች ፣ እንደዚህ ያለ ሊረዳ ይችላል) እና በውሃ ጥግ (1,000 ኪሎግራም/ሜትር) ማባዛት³).

በእኛ ምሳሌ ፣ የእኛ መጫወቻ መኪና ወደ ትንሽ ኮንቴይነር ጠልቆ ወደ ሁለት የሾርባ ማንኪያ (0.0003 ሜትር) ይንቀሳቀሳል እንበል³). የውሃችንን ብዛት ለማግኘት ፣ በጥንካሬው እናባዛዋለን - 1,000 ኪሎግራም/ሜትር³ 0,0003 ሜትር³ = 0.03 ኪ.

ደረጃ 6. የፈሰሰውን ውሃ ብዛት ከእቃው ብዛት ጋር ያወዳድሩ።

አሁን በውሃው ውስጥ እየሰመጡት ያለውን የነገሩን ብዛት እና የፈሰሰውን የውሃ ብዛት ካወቁ ፣ የትኛው ግዙፍ እንደሆነ ለማየት ያወዳድሩ። በአንድ ትንሽ ኮንቴይነር ውስጥ የሰጠመ ነገር ብዛት ከተፈሰሰው ውሃ የበለጠ ከሆነ እቃው ይሰምጣል። በሌላ በኩል የፈሰሰው ውሃ ብዛት ቢበዛ እቃው ይንሳፈፋል። ይህ በሙከራ ውስጥ የመቧጨር መርህ ነው - አንድ ነገር እንዲንሳፈፍ ፣ ከእቃው ከራሱ ከሚበልጥ ብዛት ጋር የውሃ መጠን ማፈናቀል አለበት።

• ስለዚህ ፣ ዝቅተኛ ብዛት ያላቸው ግን ትልቅ መጠን ያላቸው ዕቃዎች በጣም በቀላሉ የሚንሳፈፉ የነገሮች ዓይነቶች ናቸው። ይህ ንብረት ማለት ባዶ ነገሮች በጣም በቀላሉ የሚንሳፈፉ ናቸው። ታንኳን በዓይነ ሕሊናህ ይታይህ - ታንኳው በደንብ ስለሚንሳፈፍ ውስጡ ባዶ ስለሆነ ብዙ ውሃ ሳይኖር ብዙ ውሃ መንቀሳቀስ ይችላል። ታንኳው ባዶ (ጠንካራ) ካልሆነ ታንኳው በትክክል አይንሳፈፍም።
• በእኛ ምሳሌ ውስጥ መኪናው ከተፈሰሰው ውሃ (0.03 ኪሎግራም) የበለጠ ትልቅ (0.05 ኪሎግራም) አለው። እኛ ከምንመለከተው ጋር ይስማማል -መኪኖቹ ይሰምጣሉ።