Садржај

• Кораци
• Савет
• Шта вам је потребно

Плутајућа сила је сила која делује на предмет потопљен у флуид у супротном смеру од гравитације. Када се предмет стави у течност, тежина предмета гура течност (течност или гас), док узгон гура предмет нагоре, у супротном смеру гравитације. Генерално, овај узгон се може израчунати помоћу једначина Ф_б = В_С. × Д × г, у коме је Ф._б је узгон, В._С. је запремина потопљеног дела, Д је густина течности која окружује објекат, а г је гравитација. Да бисте сазнали како да одредите узгон објекта, започните са кораком 1 доле.

Кораци

Метод 1 од 2: Користите једначину плутајуће силе

1. 

   Нађи јачину звука потопљени део објекта. Узгон који делује на објекат у директној је корелацији са потопљеним запреминским делом предмета. Другим речима, што је већи умиваоник чврстог тела, то јачи узгон делује на њега. Односно, чак и ако је предмет у потпуности потопљен у течност, на њега и даље делује узгон. Да би се започело израчунавање силе узгона која делује на објекат, први корак је обично одређивање запремине запремине која је натопљена течношћу. У једначини плутајуће силе ова вредност мора бити записана у м.
   • За објект који је потпуно уроњен у течност, запремина која ће потонути биће једнака запремини самог предмета. За плутајуће предмете на површини течности узимамо у обзир само запремински удео испод површине течности.
   • На пример, рецимо да желимо да пронађемо узгон који делује на гумену куглу која плута у води. Ако је лопта савршена сфера пречника 1 м и плута са тачно једном половином потопљеном, запремину потопљеног дела можемо пронаћи израчунавањем запремине целе лопте и поделом на пола. Пошто је запремина сфере (4/3) π (полупречник), имамо запремину кугле да буде (4/3) π (0,5) = 0,524 м. 0,524 / 2 = Потопљено је 0,262 м.

2. 

   
   
   Пронађите густину течности. Следећи корак у проналажењу плутајуће силе је одређивање густине (у кг / м) околне течности. Густина је величина измерена односом масе материје или материје и њене одговарајуће запремине. За два предмета једнаке запремине тежи је објекат веће густине. Опште правило је да што је већа густина течности, то ће већи узгон вршити на тело које у њему тоне. Са течностима, густину је обично најлакше одредити путем референци.
   • У горњем примеру, лопта плута у води. Референтна литература нам говори да вода има специфичну густину 1.000 кг / м.
   • Густина многих уобичајених течности дата је у техничкој литератури. Ову листу можете пронаћи овде.

3. 

   
   
   Пронађите гравитацију (или другу силу која је окренута надоле). Без обзира да ли објекат тоне или плута у течности, увек је под силом гравитације. У ствари, ова константа сила према доле је приближно 9,81 Њутна / килограм. Међутим, у случајевима када постоји друга сила која делује на течност и тело које у њој тоне, као што је радијална сила, такође морамо узети у обзир ову силу приликом израчунавања укупне „надоле“ силе система.
   • У горњем примеру, ако имамо нормалан статички систем, онда се може претпоставити да је једина сила наниже која делује на течност и тело стандардна гравитација - 9,81 Њутна / килограм.

4. 

   
   
   Помножите запремину са густином и гравитацијом. Када имате вредности запремине предмета (у м), густине течности (у кг / м) и гравитације (или сила надоле система Невтон / Килограм), проналажење узгона постаје лако. . Једноставно их утростручите да бисте пронашли плутајућу силу у Њутнима.
   • Решите пример задатка тако што ћете вредности укључити у једначину Ф_б = В_С. × Д × г. Ф_б = 0,262 м × 1.000 кг / м × 9,81 Н / кг = 2.570 Њутна. Остале јединице би се уништавале, остављајући само Њутнову јединицу.

5. 

   Упоредите са гравитацијом утврдите да ли објекат плута или не. Користећи једначину за узгон, лако ћете пронаћи силу која гура предмет из течности. Међутим, такође можете да утврдите да ли материјал плута или тоне у течности ако предузмете још један корак. Нађите плутајућу силу која делује на цело тело (односно употребите целу запремину тела В_С.), а затим пронађите гравитацију која привлачи објекат једначином Г = (маса предмета) (9,81 м / с). Ако је плутајућа сила већа од гравитације, објекат ће плутати. С друге стране, ако је гравитација већа тада ће предмет потонути. Ако су ове две силе једнаке онда кажемо ствар суспендован.
   • Суспендовани предмет неће плутати изнад воде или се спустити на дно док је у води. Биће суспендован у течности између површине и дна.
   • На пример, рецимо да желимо да знамо може ли цилиндрична дрвена гајба од 20 кг пречника 0,75 метара и висине 1,25 метара моћи да плута у води. За овај проблем морамо извршити неколико корака:
     • Прво је проналажење запремине помоћу формуле за запремину цилиндра В = π (полупречник) (висина). В = π (0,375) (1,25) = 0,55 м.
     • Даље, под претпоставком да знамо стандардну тежину и густину воде, решавамо плутајућу силу која делује на цев. 0,55 м × 1000 кг / м × 9,81 Н / кг = 5.395,5 Њутн.
     • Сада морамо пронаћи гравитацију која делује на дрвени сандук. Г = (20 кг) (9,81 м / с) = 196.2 Њутн. Овај резултат је много мањи од силе узгона, па ће цев плутати.

6. 

   Користите исти прорачун када је течност гас. Када решавате проблеме са узгоном, не заборавите да течност не мора бити течност. Гасови су познати и као течности, иако имају врло малу густину у поређењу са другим врстама материје, а гас и даље може да одбије неке плутајуће предмете у њему. Доказ за то је мехур са хелијумом. Пошто је хелијум у мехурићу лакши од течности око себе (ваздух), балон ће одлетети! реклама

Метод 2 од 2: Извршите једноставан експеримент са плутајућом силом

1. 

   Ставите малу посуду у већу. Са само неколико предмета у кући лако ћете у пракси видети ефекте узгона. У овом експерименту показујемо да ће, када је објекат потопљен, претрпети ефекат узгона, јер заузима место количине течности једнаке запремини потопљеног објекта. У процесу експеримената такође показујемо како у пракси пронаћи плутајућу силу објекта. Прво ставите малу посуду без поклопца, попут посуде или шоље, у већу посуду, попут велике посуде или канте воде.

2. 

   Напуните малу посуду од ивице до ивице водом. Морате сипати воду близу ивице, а да је не пролијете. Будите пажљиви на овом кораку! Ако пустите да се вода прелије, морате потпуно испразнити велику посуду и почети испочетка.
   • За овај експеримент претпостављамо да вода има густину од 1000 кг / м. Ако не користите слани раствор или потпуно другу течност, већина вода има густину близу ове референтне вредности, тако да то неће утицати на резултате.
   • Ако имате капаљку, можете је користити за капање воде у унутрашњу посуду тако да ниво воде буде до ивице.

3. 

   Уроните мали предмет. Затим потражите предмет који може удобно да стане у мали контејнер без оштећења водом. Пронађите тежину овог предмета у килограмима (требало би да користите вагу за очитавање у грамима, а затим је претворите у килограме). Затим полако притисните предмет у воду, а да прст не смочите док не почне да плута или га једва држите, а затим га пустите. Требали бисте видети како се вода прелива преко ивице унутрашње посуде у спољну посуду.
   • За овај пример, рецимо да утискујемо аутомобил за играчке од 0,05 кг у његов унутрашњи контејнер. Не треба да знамо запремину аутомобила да бисмо израчунали узгон, као што ћемо знати у следећем кораку.

4. 

   Сакупити и измерити прелив воде. Када неки предмет притиснете у воду, он заузима место неке воде - у супротном нема места за потапање у воду. Када потискује воду са стазе, вода одбија и ствара узгон. Сакупите проливену воду из унутрашње посуде и налијте је у малу мерицу. Запремина воде у шољи треба да буде једнака запремини потопљеног предмета.
   • Другим речима, ако објекат плута, запремина преливања воде биће једнака запремини предмета потопљеног испод површине воде. Ако објекат потоне, запремина преливања воде биће једнака запремини целог објекта.

5. 

   Израчунајте количину проливене воде. Пошто знате густину воде и можете мерити запремину воде која се прелива у мерној чаши, израчунаћете запремину воде. Претворите запремину у м (овде може да помогне мрежни претварач јединица као што је овај) и помножите је са густином воде (1.000 кг / м).
   • У горњем примеру, претпоставимо да је аутомобил са играчкама потопљен у свој унутрашњи контејнер и заузима око 2 кашике (0,00003 м) воде. Да бисте пронашли масу воде, помножите је са густином: 1.000 кг / м × 0.00003 м = 0,03 кг.

6. 

   Упоредите запремину истиснуте воде и масу предмета. Сад кад знате масу и потопљене и расељене воде, упоредите ове две вредности. Ако је маса предмета већа од запремине воде која се истискује, предмет ће потонути. С друге стране, ако је запремина истиснуте воде већа, тада ће објект плутати. Ово је принцип узгона у пракси - за плутајуће тело мора истиснути масу воде већу од масе самог тела.
   • Стога су објекти који су лагани, али велике запремине најбољи плутајући објекти. Ово својство указује на то да шупљи предмети могу врло добро плутати.Погледајмо кану - он добро плута јер је изнутра шупаљ, тако да може узети пуно воде, али маса није претешка. Да је кану унутра дебео, не би могао добро да плута.
   • У горњем примеру, возило масе 0,05 кг веће је од запремине воде измештене за 0,03 кг. Ово је у складу са оним што примећујемо: аутомобил је потонуо.
   реклама

Савет

• Користите вагу која се може подесити на нулу након сваког вагања за тачне вредности.

Шта вам је потребно

• Мала шоља или чинија
• Велика посуда или бачва
• Мали предмети који се могу уронити у воду (попут гумене куглице)
• Мерна чаша