Arşimet yasası F = ρ.Vg'dir. Bu yasanın anlamı, bir sıvıya daldırılan bir nesnenin, nesnenin yer değiştirdiği sıvının ağırlığına eşit bir yukarı doğru kuvvet yaşayacağıdır.
Bu kadar ağır kargosu olan bir gemi okyanusta nasıl yüzebilir? Arşimet yasasının ilkelerini anladığınızda bu soru cevaplanacaktır. Aşağıda, Arşimet yasasının anlamının bir açıklaması ve Arşimet yasası ile ilgili problem çözme örnekleri bulunmaktadır.
Arşimet Hukuku Tarihi
Arşimet'in kim olduğunu biliyor musun? Arşimet, zamanında ne keşfetti?
Bir gün Arşimet'ten Kral II. Hieron tarafından altın tacının gümüşle karıştırılıp karıştırılmadığını araştırması istendi. Arşimet bu konuyu ciddi olarak düşündü. Ta ki kendini çok yorgun hissedene ve kendini suyla dolu hamama atana kadar.
Sonra yere su döküldüğünü fark etti ve hemen cevabı buldu. Ayağa kalktı ve çıplak eve kadar koştu. Eve döndüğünde karısına "Eureka!" Diye bağırdı. Eureka! " bu "buldum! Buldum! " Sonra Arşimet yasasını yaptı.
Arşimet'in öyküsünden, Arşimet yasasının ilkesinin bir nesneye karşı bir sıvı (sıvı veya gaz) üzerindeki kaldırma veya kaldırma kuvveti ile ilgili olduğunu görebiliriz. Dolayısıyla, sıvı bir nesnenin kaldırma kuvveti ile, farklı türdeki nesneler, farklı bir yoğunluğa sahip oldukları için, farklı bir kaldırma kuvvetine sahiptir. Bu, Arşimet'in kraldan gelen soruları yanıtlamasını ve Kral II. Hieron'un tacının altın ve gümüş karışımı tarafından kör olduğunu kanıtlamasını sağlayan şeydi.
Arşimet Yasasını Anlamak
Arşimet yasası okur:
" Kısmen veya tamamen bir sıvıya daldırılmış bir nesne, nesne tarafından yer değiştiren sıvının ağırlığına eşit bir yukarı doğru kuvvet yaşayacaktır. "
Arşimet yasasının sesinde aktarılan kelimenin anlamı, bir cisim sıvıya daldırıldığında hacimde bir artış varmış gibi görünecek şekilde, taşan, bastırılan sıvının hacmidir.
Hareket ettirilen / preslenen sıvı miktarı, sıvıya daldırılan / daldırılan nesnenin hacmine eşit bir hacme sahiptir. Böylece Arşimet Yasasına göre, kaldırma kuvveti (Fa), yer değiştiren sıvının (wf) ağırlığıyla aynı değere sahiptir.
Arşimet Hukuk Formülleri
Arşimet yasasının uygulanması, bir denizaltının ne zaman yüzdüğünü, havada süzüldüğünü veya battığını belirlemek gibi birçok yaşamda çok yararlıdır. İşte Arşimet yasası formülünün temel ilkeleri.
Ayrıca şunu okuyun: Dünyadaki 16 İslam Krallığı (TAM) + AçıklamaBir nesne akışkan içindeyken, sıvının hacmi, sıvı içindeki nesnenin hacmine eşit olarak aktarılır. Aktarılan sıvının hacmi V ise ve sıvının yoğunluğu (birim hacim başına kütle) ρ ise, aktarılan sıvının kütlesi:
m = ρ.V
Aktarılan sıvının ağırlık miktarı
w = mg = ρ.Vg
Arşimet prensibine göre, yukarı doğru basıncın büyüklüğü, hareket ettirilen nesnenin ağırlığına eşittir:
Fa = w = ρ.Vg
Bir sistem dengede ise formüle edilebilir
Fa = w
ρf.Vbf.g = ρb.Vb.g
ρf.Vbf = ρb.Vb
Bilgi:
m = kütle (kg)
ρ = yoğunluk (kg / m3)
V = hacim (m3)
Fa = kaldırma kuvveti (N)
g = yerçekimine bağlı ivme (m / s2)
wf = nesnenin ağırlığı (N)
ρf = akışkan yoğunluğu (kg / m3)
Vbf = sıvıya batırılmış nesnenin hacmi (m3)
ρb = nesnenin yoğunluğu (kg / m3)
Vb = nesnenin hacmi (m3)
Yüzer, Yüzer ve Batar
Bir nesne bir sıvıya veya sıvıya daldırılırsa, ortaya çıkacak 3 olasılık vardır, bunlar yüzer, yüzer ve batar .
Yüzen Nesne
Bir sıvı içindeki bir nesne, nesnenin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan (ρb <ρf) azsa yüzer. Bir nesne yüzdüğünde, nesnenin hacminin sadece bir kısmı sıvıya batırılırken, diğer kısmı yüzer halde su yüzeyinin üzerindedir. Böylece nesnenin hacmi, su altındaki nesnenin hacmine ve yüzen nesnenin hacmine bölünür.
Vb = Vb '+ Vbf
Fa = ρf.Vbf.g
Sıvıya sadece bir parça daldırıldığından, yukarı doğru kuvvetin yerçekimi ile denklemi geçerlidir:
ρf.Vbf = ρb.Vb
Bilgi:
Vb '= yüzen nesnenin hacmi (m3)
Vbf = sıvıya batırılmış nesnenin hacmi (m3)
Vb = tüm nesnenin hacmi (m3)
Fa = kaldırma kuvveti (N)
ρf = sıvının yoğunluğu (kg / m3)
g = yerçekimi (m / s2)
Yüzen Nesneler
Sıvıdaki nesneler, nesnenin yoğunluğu sıvının yoğunluğu ile aynı olduğunda yüzer (ρb = ρf). Yüzen nesne, sıvının yüzeyi ile teknenin tabanı arasında olacaktır.
Nesnelerin ve sıvıların yoğunluğu aynı olduğundan, o zaman:
FA = ρf.Vb.g = ρb.Vb.g
Bilgi:
Fa = kaldırma kuvveti (N)
ρf = sıvının yoğunluğu (kg / m3)
ρb = nesnenin yoğunluğu (kg / m3)
Vb = nesnenin hacmi (m3)
g = yerçekimi (m / s2)
Batık Nesne
Nesnenin yoğunluğu sıvının yoğunluğundan (ρb> ρf ) daha büyük olduğunda , nesne batacak ve teknenin dibinde olacaktır. Uygulanabilir yasa:
Fa = wu - wf
Batık bir nesnede, nesnenin tüm hacmi suya batırılır, bu nedenle yer değiştiren suyun hacmi, nesnenin toplam hacmine eşittir. Bununla kaldırma kuvveti denkleminin batan cisimle olan ilişkisini kütle ilişkisi üzerinden elde ederiz.
Ayrıca şunu okuyun: Kitap İncelemeleri ve Örnekler Nasıl Yazılır (Kurgu ve Kurgusal Olmayan Kitaplar)ρf.Vb = mu - mf
Bilgi:
Fa = kaldırma kuvveti (N)
wu = nesnenin havadaki ağırlığı / gerçek ağırlık (N)
wf = sıvı içindeki nesnenin ağırlığı (N)
g = yerçekimi (m / s2)
Vb = toplam nesne hacmi (m3)
ρf = su yoğunluğu (kg / m3)
mu = havada kütle (kg)
mf = sıvıdaki kütle (kg)
Arşimet Hukuk Problemi Örneği
Örnek Problem 1
Deniz suyunun yoğunluğu 1025 kg / m3'tür, kayanın yer değiştirdiği deniz suyunun ağırlığı 2 Newton ise deniz suyuna batırılan kayanın hacmini hesaplayın!
Bilinen:
ρf = 1025 kg / m3
wf = 2 N
g = 9,8 m / s2
Aranıyor: V taşı. . . ?
Cevap:
Deniz suyu ağırlığı: w = mg
Yüzdürme: Fa = ρf. g. Vbf
Dökülen suyun ağırlığı kayanın kaldırma kuvvetine eşittir, yani yazılabilir
w = Fa
w = ρf.g.Vb
2 = 1025. (9.8) .Vb
2 = 10.045.Vb
Vb = 10.045 / 2
Vb = 1,991 x 10-4 m3 = 199,1 cm3
Yani batırılan kayanın hacmi 199.1 cm3
Örnek Problem 2
Bir cisim havada 500 N ağırlığındadır Nesnenin sudaki ağırlığı 400 N ve suyun yoğunluğu 1.000 kg / m3 ise nesnenin yoğunluğunu belirleyin!
Bilinen:
wu = 500 N
wf = 400 N
ρa = 1000 Kg / m3
Aranıyor: ρb?
Cevap:
Fa = wu - wf
Fa = 500 N - 400 N
Fa = 100 N
ρb / ρf = wu / Fa
ρb / 1000 = 500/100
100 ρb = 500.000
ρb = 500.000 / 100
ρb = 5.000 kg / m3
Yani nesnenin yoğunluğu 5.000 kg / m3
Örnek Problem 3
Mantar hacminin% 75'i suya batırılırsa ve suyun yoğunluğu 1 gram / cm3 ise mantarın yoğunluğunu belirleyin!
Bilinen:
ρf = 1 gr / cm3
Vf = 0,75 Vg
Aranıyor: ρg. . . ?
Cevap:
ρg.Vg = ρf.Vf
ρg.Vg = 1. (0.75Vg)
ρg = 0,75 gr / cm3
Yani mantarın yoğunluğu 0,75 gr / cm3'tür.
Örnek Problem 4
Bir bloğun yoğunluğu 2.500 kg / m3'tür ve havadayken 25 Newton ağırlığındadır. Suyun yoğunluğu 1000 kg / m3 ve yerçekimine bağlı ivme 10 m / s2 ise bloğun sudaki ağırlığını belirleyin!
Bilinen:
ρb = 2.500 kg / m3
wu = 25 N
ρf = 1000 kg / m3
Aranıyor: wf?
Cevap:
ρb / ρf = wu / Fa
(2500) / (1000) = 25 / Fa
2.5 Fa = 25
Fa = 25 / 2.5
Fa = 10 N
Bir nesne battığında şu geçerlidir:
Fa = wa-wf
10 = 25 - wf
wf = 25-10
wf = 15 N
Yani bloğun sudaki ağırlığı 15 Newton'dur.
Referans : Eureka! Arşimet Prensibi