आर्किमिडीज बल की गणना कैसे करें


उत्प्लावन बल (जुलाई 2019).

Anonim

आर्किमिडीज बल - शरीर पर कार्य करने वाला उद्दाम बल, जो पूरे या आंशिक रूप से किसी तरल या गैस में डूब जाता है, हमेशा सीधा ऊपर की ओर निर्देशित होता है और अपना वजन कम करता है। इसकी गणना करना बहुत सरल है - यह शरीर द्वारा विस्थापित द्रव के वजन की गणना करने के लिए पर्याप्त है। यह आर्किमिडीज़ की शक्ति के ऊर्ध्वाधर घटक के बराबर है।

आपको आवश्यकता होगी

  • • कागज की एक शीट;
  • • कलम;
  • • शासक या टेप उपाय;
  • • पानी के साथ एक बर्तन;
  • • धागा।

अनुदेश

1

शरीर के ऊपरी और निचले हिस्सों के स्तर पर पानी के दबाव में अंतर के कारण आर्किमिडीज़ बल उत्पन्न होता है। H1 के बराबर ऊँचाई वाला पानी का स्तंभ ऊपरी हिस्से पर इस स्तंभ के भार के बराबर बल के साथ होता है। निचले हिस्से पर ऊंचाई h2 के साथ स्तंभ के वजन के बराबर एक बल है। यह ऊंचाई h1 के जोड़ और शरीर की ऊंचाई से ही निर्धारित होती है। पास्कल के नियम के अनुसार, तरल या गैस में दबाव समान रूप से सभी दिशाओं में वितरित किया जाता है। ऊपर की तरफ भी शामिल है।
यह स्पष्ट है कि ऊपर की ओर कार्य करने वाला बल नीचे की ओर कार्य करने वाले बल से अधिक होता है। लेकिन, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि केवल तरल कॉलम के प्रभाव को ध्यान में रखा जाता है। धक्का देने वाला बल अपने शरीर के वजन पर निर्भर नहीं करता है। न तो वह सामग्री जिससे शरीर बना है, न ही इसके अन्य गुण, आकार को छोड़कर, गणना में उपयोग किए जाते हैं। आर्किमिडीज बल की गणना केवल द्रव के घनत्व और डूबे हुए भाग के ज्यामितीय आयामों पर आधारित है।

2

एक तरल में डूबे हुए शरीर पर अभिनय करने वाले आर्किमिडीज़ बल की गणना करने के दो तरीके हैं। पहला यह है कि शरीर के आयतन को मापें और समान आयतन वाले तरल पदार्थ के वजन की गणना करें। इसके लिए, शरीर के लिए एक नियमित ज्यामितीय आकार होना आवश्यक है, अर्थात् घन, एक समांतर चतुर्भुज, एक गेंद, एक गोलार्ध, एक शंकु। अधिक जटिल आकार के एक ठोस शरीर की मात्रा की गणना करना बहुत मुश्किल है, इसलिए, इस मामले में आर्किमिडीज़ की शक्ति का निर्धारण करने के लिए, अधिक व्यावहारिक विधि संख्या 2 है। लेकिन उसके बारे में थोड़ी देर बाद।
जलमग्न शरीर का आयतन निर्धारित करने के बाद, हम इसे तरल के घनत्व से गुणा करते हैं और किसी दिए गए घनत्व के सजातीय माध्यम में इस शरीर पर काम करने वाले स्वतंत्र बल के परिमाण का पता लगाते हैं और मुक्त गिर जी (9.8 m / s2) के त्वरण पर। आर्किमिडीज की ताकत का निर्धारण करने का सूत्र इस प्रकार है:
एफ = ρgV
ρ तरल का विशिष्ट घनत्व है;
जी - गुरुत्वाकर्षण त्वरण;
वि विस्थापित द्रव का आयतन है।
किसी भी बल की तरह, इसे न्यूटन (एन) में मापा जाता है।

3

दूसरी विधि विस्थापित द्रव की मात्रा को मापने पर आधारित है। यह उस अनुभव के अनुरूप है जिसने आर्किमिडीज़ को अपने कानून की खोज के लिए प्रेरित किया। यह विधि शरीर के आंशिक विसर्जन के साथ आर्किमिडीज़ बल की गणना करने में बहुत सुविधाजनक है। आवश्यक डेटा प्राप्त करने के लिए, परीक्षण शरीर को एक स्ट्रिंग पर निलंबित कर दिया जाता है और धीरे-धीरे तरल में उतारा जाता है।
शरीर के डूबने से पहले और बाद में, द्रव के स्तर को मापने के लिए यह पर्याप्त है कि सतह क्षेत्र द्वारा स्तर के अंतर को गुणा करें और विस्थापित द्रव की मात्रा का पता लगाएं। पहले मामले में, हम इस मात्रा को तरल और जी के घनत्व से गुणा करते हैं। परिणामी मूल्य आर्किमिडीज़ की शक्ति है। न्यूटन को बल की इकाई बनने के लिए, मात्रा को m3 में और घनत्व को kg / m3 में मापा जाना चाहिए।

ध्यान दो

आर्किमिडीज़ बल को लिफ्ट से भ्रमित नहीं होना चाहिए। इसलिए, शरीर की उछाल को निर्धारित करते समय, अपने स्वयं के वजन पर विचार करें।

अच्छी सलाह है

पहली विधि का उपयोग बड़े निकायों के लिए आर्किमिडीज बल का निर्धारण करने के मामले में किया जाना चाहिए: नाव, राफ्ट, गैस धारक, गुब्बारे। इस मामले में, विस्थापित द्रव की मात्रा प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित नहीं की जा सकती है।
शरीर के आयतन को निर्धारित करने में मामूली त्रुटियां, सावधानीपूर्वक माप के अधीन, परिकलित परिणाम पर बहुत मजबूत प्रभाव नहीं डालती हैं।

  • //www.home-edu.ru/user/uatml/00000800/zakon_arh.htm
  • //sverh-zadacha.ucoz.ru/lessons/Contents/mech/din/Fa.html
  • //www.e-reading.ws/chapter.php/99166/12/Babaev_-_Gidravlika.html