Archimedes 'lov er F = ρ.V.g. Betydningen af denne lov er, at en genstand nedsænket i en væske vil opleve en opadgående kraft svarende til vægten af den væske, der forskydes af genstanden.
Hvordan kan et skib med en så tung last være i stand til at flyde på havet? Dette spørgsmål vil blive besvaret, når du forstår principperne i Archimedes 'lov. Det følgende er en forklaring på betydningen af Archimedes 'lov og eksempler på problemer med at løse problemer relateret til Archimedes' lov.
Historien om arkimedes lov
Ved du, hvem Archimedes er? Hvad havde Archimedes opdaget i sin tid?
En dag blev Archimedes bedt af kong Hieron II om at undersøge, om hans guldkrone var blandet med sølv eller ej. Archimedes tænkte alvorligt over denne sag. Indtil han følte sig meget træt og kastede sig ud i det offentlige bad fuld af vand.
Derefter bemærkede han, at der spildte vand på gulvet, og straks fandt han svaret. Han rejste sig op og løb helt nøgne til huset. Da han kom hjem, råbte han til sin kone: "Eureka! Eureka! " hvilket betyder "Jeg har fundet! Jeg har fundet! " Derefter lavede han Archimedes 'lov.
Gennem Archimedes 'historie kan vi se, at princippet i Archimedes' lov handler om løft eller opdriftskraft på en væske (væske eller gas) mod en genstand. Så med flydende kraft i et flydende objekt har objekter af forskellige typer på grund af at have en anden tæthed en anden opdriftskraft. Dette gjorde Archimedes i stand til at besvare spørgsmål fra kongen og bevise, at kronen på kong Hieron II var blindet af en blanding af guld og sølv.
Forståelse af Archimedes 'lov
Archimedes 'lov lyder:
“ En genstand, der er delvist eller helt nedsænket i en væske, vil opleve en opadgående kraft svarende til vægten af den væske, der er forskudt af genstanden.”
Betydningen af det ord, der overføres i lyden af Archimedes 'lov, er væskevolumenet, der flyder over, trykkes så det ser ud som om der er en stigning i volumen, når en genstand nedsænkes i væske.
Mængden af væske, der bevæges / presses, har et volumen svarende til volumenet af genstanden nedsænket / nedsænket i væsken. Således, at ifølge Archimedes-loven har opdriftskraften (Fa) en værdi svarende til vægten af væsken (wf), der forskydes.
Arkimedes 'lovformler
Anvendelsen af Archimedes 'lov er meget nyttig i flere liv, såsom at bestemme, hvornår en ubåd flyder, svæver eller synker. Nå, her er de grundlæggende principper i Archimedes-lovformlen.
Læs også: 16 islamiske kongeriger i verden (FULD) + ForklaringNår en genstand er i en væske, overføres væskens volumen lig med volumenet af objektet, der er i væsken. Hvis volumenet af den overførte væske er V, og væskens densitet (masse pr. Volumenhed) er ρ, er massen af den overførte væske:
m = ρ.V
Mængden af den overførte væske er
w = m.g = ρ.V.g
Ifølge Archimedes 'princip er størrelsen af den opadgående kompressionskraft lig med vægten af det objekt, der flyttes:
Fa = w = ρ.V.g
Hvis et system er i balance, kan det formuleres
Fa = w
ρf.Vbf.g = ρb.Vb.g
ρf.Vbf = ρb.Vb
Information:
m = masse (kg)
ρ = tæthed (kg / m3)
V = volumen (m3)
Fa = opdrift (N)
g = tyngdeacceleration (m / s2)
wf = genstandens vægt (N)
ρf = væsketæthed (kg / m3)
Vbf = volumen af objekt nedsænket i væske (m3)
ρb = objektets tæthed (kg / m3)
Vb = volumen af objekt (m3)
Flydende, flydende og synkende
Hvis en genstand nedsænkes i en væske eller væske, er der 3 muligheder, nemlig flyde, flyde og synke.
Flydende objekt
Et objekt i en væske flyder, hvis objektets tæthed er mindre end væskens densitet (ρb <ρf). Når en genstand flyder, nedsænkes kun en del af genstandens volumen i væsken, mens den anden del er over vandoverfladen i en flydende tilstand. Så objektets volumen deles i lydstyrken på det objekt, der er nedsænket, og lydstyrken på det objekt, der flyder.
Vb = Vb '+ Vbf
Fa = ρf.Vbf.g
Da kun en del er nedsænket i en væske, gælder ligningen for den opadgående kraft med tyngdekraften:
ρf.Vbf = ρb.Vb
Information:
Vb '= volumen af objekter, der flyder (m3)
Vbf = volumen af objekt nedsænket i væske (m3)
Vb = volumen af hele objektet (m3)
Fa = opdrift (N)
ρf = væskens tæthed (kg / m3)
g = tyngdekraft (m / s2)
Flydende objekter
Objekter i væske flyder, når objektets densitet er den samme som væskens densitet (ρb = ρf). Det flydende objekt vil være mellem overfladen af væsken og bunden af beholderen.
Da densiteten af objekter og væsker er den samme, så:
FA = ρf.Vb.g = ρb.Vb.g
Information:
Fa = opdrift (N)
ρf = væskens tæthed (kg / m3)
ρb = objektets tæthed (kg / m3)
Vb = volumen af objekt (m3)
g = tyngdekraft (m / s2)
Nedsænket objekt
Når objektets tæthed er større end densiteten af en væske (ρb> ρf), så vil objektet synke og være i bunden af skibet. Gældende lov:
Fa = wu - wf
I en nedsænket genstand nedsænkes hele volumenet af objektet i vand, så volumenet af forskudt vand er lig med det samlede volumen af objektet. Med dette får vi forholdet mellem løftekraftligningen og den synkende genstand gennem masseforholdet.
Læs også: Hvordan man skriver boganmeldelser og eksempler (fiktion og faglitterære bøger)ρf.Vb = mu - mf
Information:
Fa = opdrift (N)
wu = genstandens vægt i luft / faktisk vægt (N)
wf = vægten af objektet i væske (N)
g = tyngdekraft (m / s2)
Vb = samlet objektvolumen (m3)
ρf = tæthed af vand (kg / m3)
mu = masse i luft (kg)
mf = masse i væske (kg)
Eksempler på arkimedes lovproblemer
Eksempel Opgave 1
Tætheden af havvand er 1025 kg / m3, beregn volumenet af klippen nedsænket i havvand, hvis vægten af havvand, der forskydes af klippen, er 2 Newton!
Er kendt :
ρf = 1025 kg / m3
wf = 2 N
g = 9,8 m / s2
Ønsket: V-sten. . . ?
Svar:
Havvandsvægt: w = f.eks
Opdrift: Fa = ρf. g. Vbf
Vægten af det spildte vand er lig med klippens opdrift, så det kan skrives
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
Så mængden af nedsænket sten er 199,1 cm3
Eksempel Opgave 2
En genstand vejer 500 N i luft. Bestem genstandens tæthed, hvis genstandens vægt i vand er 400 N, og densiteten af vand er 1.000 kg / m3!
Er kendt :
wu = 500 N
wf = 400 N
ρa = 1000 kg / m3
Ønsket: ρb?
Svar:
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
Så objektets densitet er 5.000 kg / m3
Eksempel Opgave 3
Bestem korkens densitet, hvis 75% af korkens volumen er nedsænket i vand, og densiteten af vandet er 1 gram / cm3!
Er kendt :
ρf = 1 gr / cm3
Vf = 0,75 Vg
Ønsket: ρg. . . ?
Svar:
ρg.Vg = ρf.Vf
ρg.Vg = 1. (0.75Vg)
ρg = 0,75 gr / cm3
Så korkens tæthed er 0,75 gr / cm3
Eksempel Opgave 4
En blok har en densitet på 2.500 kg / m3, og når den er i luft, vejer den 25 Newton. Bestem vægten af blokken i vand, hvis vandets densitet er 1000 kg / m3, og tyngdeaccelerationen er 10 m / s2!
Er kendt :
ρb = 2.500 kg / m3
wu = 25 N
ρf = 1000 kg / m3
Ønskes: wf?
Svar:
ρb / ρf = wu / Fa
(2500) / (1000) = 25 / Fa
2,5 Fa = 25
Fa = 25 / 2,5
Fa = 10 N
Når et objekt synker, gælder det:
Fa = wa-wf
10 = 25 - wf
wf = 25-10
wf = 15 N
Så vægten af blokken i vandet er 15 Newton
Reference: Eureka! Archimedes-princippet
