نیروی وارد بر ترازو

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
Nik

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۹/۷/۲۴ - ۱۵:۱۹


پست: 4

سپاس: 1

نیروی وارد بر ترازو

پست توسط Nik »

با سلام،
در مورد مسائلی که در آن جسمی را که به نیروسنجی وصل است، درون یک ظرف آب قرار می دهیم، عددی که نیروسنج نشان می دهد به عنوان اندازه ای که در ترازو تغییر می کند در نظر گرفته می شود. اما چه طوری؟ قرار است نیروی وارد بر ترازو (=کف ظرف) را توسط جسم حساب کنیم، اما کدام یک از نیرو ها به کف ظرف می رسند؟ مگر جسم در حالت تعادل نیست؟ در واقع سوال من این است که چگونه جهت تمام این نیرو ها در کف ظرف را برای جسمی که در تماس مستقیم با ترازو نیست حساب کنیم. (اگر امکانش هست لطفا با شکلی مانند شکلی که کشیدم راهنمایی بفرمایید)
tech.jpeg
tech.jpeg (101.28 کیلو بایت) مشاهده 643 مرتبه

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami

محل اقامت: Tehran, Qeytariyeh

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 852

سپاس: 524

جنسیت:

تماس:

Re: نیروی وارد بر ترازو

پست توسط rohamjpl »

اگر نیروی شناوری که مایع روی آن اعمال می کند وزن آن را متعادل کند ، شناور خواهد شد ، یعنی اگر FB = mg F B = mg. اما اصل ارشمیدس بیان می دارد که نیروی شناوری وزن مایع جابجا شده است. بنابراین ، برای یک جسم شناور روی مایع ، وزن مایع جابجا شده ، وزن جسم است.برای بررسی نیروهای شناور ، باید وزن و حجم اجسام و همچنین وزن غوطه ور شده آنها را هنگام غوطه وری کامل یا جزئی در یک مایع اندازه گیری کنیم.از آنجایی که جسم هنوز در تعادل است$Fy

= Weightsubmerged + Fb + Weight = 0
Fy

= W′ + Fb + W = 0$
تصویرفرمول برای نیروی شناور$Fb = - ρgV$جایی کهρ چگالی سیال جابجا شده استV حجم مایع جابجا شده استو g شتاب ناشی از گرانش است بیا اینطور بگیم فرض کنید ما دو لیوان یکسان داشته باشیم ، با همان مقدار مایع پر شده ، بگذارید بگوییم آب. در لیوان چپ یک توپ پینگ پنگ با یک رشته به پایین لیوان متصل می شود و بالای لیوان سمت راست یک توپ فولادی از همان اندازه (حجم) توپ توپی پینگ پنگ توسط یک رشته آویزان می شود و فولاد را غوطه ور می کند همانطور که در تصویر نشان داده شده توپ را در آب قرار دهید. اگر هر دو لیوان در مقیاس قرار داده شوند ، ترازو چی نشون میده.تصویر
چهار معادله تعادل هستند$\begin{align}
B_1 - T_1 - m_1 g & =0 \\
B_2 + T_2 - m_2 g & = 0 \\
F_1 + T_1 - B_1 - M g & = 0 \\
F_2 - B_2 - M g & = 0
\end{align}
{"mode":"full","isActive":false}$
که در آن B1 ، B2 نیروهای شناوری ، T1 ، T2 کشش طناب و Mg وزن آب ، m1g وزن توپ پینگ پنگ و m2g وزن توپ فولادی است.
حل موارد بالا می دهد$\begin{align}
F_1 & = (M+m_1) g \\
F_2 & = M g + B_2 \\
T_1 & = B_1 - m_1 g \\
T_2 & = m_2 g - B_2
\end{align}
{"mode":"full","isActive":false}$
اگر شناوری توپ فولادی B2 بیشتر از وزن m1g توپ پینگ پنگ باشد ، به سمت راست نوک می خورد.
$\boxed{F_2-F_1 = B_2 - m_1 g > 0}
$پس چرا مایعات یک نیروی شناوری رو به بالا بر روی اجسام غوطه ور اعمال می کنند؟ این به اختلاف فشار بین پایین جسم غوطه ور و بالای آن مربوط می شود.بگویید شخصی یک قوطی لوبیا را در استخر آب انداختتصویر
$P
gauge

=ρgh)$
با رفتن به عمق مایعات ، پرانتز راست افزایش می یابد ، نیروی ناشی از فشار به سمت پایین قسمت بالای قوطی لوبیا کمتر از فشار وارد شده به سمت بالا در قسمت قوطی خواهد بود.
اساساً به همین سادگی است. دلیل وجود نیروی شناوری این واقعیت نسبتاً اجتناب ناپذیر است که قسمت پایین (یعنی قسمت غوطه ورتر) یک جسم همیشه در یک مایعات نسبت به بالای جسم عمیق تر است. این بدان معنی است که نیروی رو به بالا از آب باید بیشتر از نیروی رو به پایین از آب باشد.
دانستن اینکه از نظر مفهومی چرا باید نیروی شناوری وجود داشته باشد خوب است ، اما ما همچنین باید بتوانیم نحوه تعیین اندازه دقیق نیروی شناور را نیز درک کنیم.ما می توانیم با این واقعیت شروع کنیم که آب بالای قوطی $F
down​$ را به پایین فشار می دهد F ، زیرنویس را شروع کنید ، d ، o ، w ، n ، زیرنویس آخر ، و آب پایین قوطی F_ {up} F را بالا می برد F ، زیرنویس را شروع کنید ، u ، p ، زیرنویس را پایان دهید. ما می توانیم کل نیروی رو به بالا را روی قوطی اعمال شده توسط فشار آب پیدا کنیم (که ما آن را نیروی بوینت F_ {شناور} F می نامیم)$F
buoyant

=F
up

−F
down

$که $F
buoyant

=P
bottom

A−P
top

A$یا $F
buoyant

=ρgA(h
bottom

−h
top

)$نیروی شناوری به دلیل اختلاف فشار در مایع رخ می دهد.فشار در امتداد سمت خمیده آن لغو خواهد شد زیرا در هر ارتفاع فشار مساوی از همه جهات اعمال می شود (قانون پاسکال).بنابراین فقط فشار بر روی سطوح صاف باعث ایجاد نیروی خالص روی آن می شود
بنابراین نیروی رو به بالا (نیروی شناوری) بر روی یک جسم در مایع برابر است با وزن سیال جابجا شده توسط آن.$F = (\rho gh_2 - \rho gh_1)A
$,$F = \rho gA(h_2 - h_1)
$,$F = \rho gAh
$پس $F = \rho Vg
$وابستگی شناوری به حجم و جرم جسم غوطه ور شده وقتی حجم 1 لیتر را کاملاً غرق کنیم ، چه جرم آن 1 کیلوگرم باشد یا 100 کیلوگرم ، آیا حجم مایع جابجا شده همیشه یک برابر و برابر 1 لیتر واقعی نیست ، یعنی با حجم جسم کاملاً غوطه ور؟
بنابراین به عبارت دیگر نیروی شناوری که بر روی یک جسم کاملاً غوطه ور عمل می کند فقط به حجم جسم بستگی دارد؟اصل نیروهای متقاعد کننده ارشمیدس بیان می کند که:${\vec F_B} = -\rho V \hspace{1pt}{\vec g},
$این به عنوان اصل ارشمیدس شناخته می شود: نیروی شناوری برابر است با وزن سیال جابجا شده توسط جسم.نیروی شناوری به جرم جسم بستگی دارد. نیروی شناوری به وزن جسم بستگی دارد. نیروی شناوری مستقل از چگالی مایع است. نیروی شناوری به حجم مایع جابجا شده بستگی داردجرم جابجا شده به حجم جسم و چگالی موضعی سیال بستگی دارد. بنابراین ، اگر سیال فشرده شود ، اما جسم غوطه ور کمتر فشرده شود ، جرم جابجا شده افزایش می یابد و باعث افزایش نیروی شناوری می شود.نیرویی است که توسط یک سیال به جسم غوطه ور در آن به سمت بالا وارد می‌شود و با نیروی وزن مقابله می‌کند.
در یک ستون از سیال، با افزایش عمق فشار افزایش می‌یابد. در نتیجه فشار زیر ستون سیال، بیش از فشار در بالای ستون می‌باشد. به‌طور مشابه، فشار زیر یک جسم شناور در سیال بیش از فشار روی جسم است و این اختلاف فشار باعث ایجاد نیرویی در جهت بالا به جسم می‌شود. اندازه نیرو به اختلاف فشار وابسته است و به صورتی که توسط قانون ارشمیدس نیز توضیح داده می‌شود، مساوی با وزن سیالی است که جسم اشغال کرده‌است که به آن حجم جابجا شده نیز می‌گویند.
مرکز شناوری یک جسم، برابر مرکزوار حجم جابجا شده از سیال است.معادله محاسبه فشار داخل سیال در تعادل${\displaystyle \mathbf {f} +\operatorname {div} \,\sigma =0} $جایی که f چگالی نیرویی است که توسط برخی از میدان های بیرونی بر روی سیال اعمال می شود و σ سنسور فشار کوشی است. در این حالت تنسور تنش متناسب با تنسور تطابق است انتگرال سطح را می توان با کمک قضیه گاوس به یک انتگرال حجم تبدیل کرد:${\displaystyle \mathbf {B} =\int \operatorname {div} \sigma \,dV=-\int \mathbf {f} \,dV=-\rho _{f}\mathbf {g} \int \,dV=-\rho _{f}\mathbf {g} V}$جایی که ρf چگالی سیال است ، Vdisp حجم بدن جابجا شده مایع و g شتاب گرانشی در محل مورد نظر است.
اگر این حجم از مایع با جسمی جامد دقیقاً به همان شکل جایگزین شود ، نیرویی که مایع بر آن وارد می کند باید دقیقاً همان اندازه بالا باشد. به عبارت دیگر ، "نیروی شناوری" بر روی یک بدن غوطه ور در جهت مخالف گرانش هدایت می شود و از نظر اندازه برابر است با${\displaystyle B=\rho _{f}V_{\text{disp}}\,g,\,}$ یک روش برای محاسبه نیروی شناوری ، محاسبه نیروی خالص ناشی از فشار وارد شده بر مرز جسم است. با درک اینکه فشار دارای یک شیب در امتداد گرانش است ، $p = p_0 - \rho g z
$ (جایی که ρ چگالی سیالی است که جسم در آن غوطه ور است) سپس به شما امکان می دهد انتگرال سطح را به یک انتگرال حجمی تبدیل کنید ، وزن مایع در حال جابجایی است.
$\begin{align}
\mathbf{F}&=\int_S -p\ \mathbf{n}\ dS \\
&=\int_S -(p_0-\rho gz)\ \mathbf{n}\ dS \\
&=\int_V -\mathbf{\nabla}(p_0-\rho gz)\ dV = \rho gV\mathbf{e}_z
\end{align}
{"roham hesami }$تجزیه و تحلیل نمودار بدن آزاد از جسم همراه با یک منطقه منشوری از مایع (ارتفاع H و سطح مقطع A) اطراف جسم غوطه ور است. تصور کنید که جسمی توسط یک رشته در محل خود نگه داشته شده باشد و فرض کنید که جسم می خواهد شناور شود. سپس ، نیروی موجود در رشته ، نیروی شناگر منهای وزن جسم غوطه ور خواهد بود. محاسبه مجموع نیروهای وارد بر سیستم در جهت گرانش آسان است.
نمودار بدن آزاد از جسم غوطه ور شده با fliud اطرافتصویر
$\sum F_z = (p_0+\rho g H)A-p_0 A - F - \rho g (H A - V) - W = 0
$که در آن دو اصطلاح اول نیروهای ناشی از فشار به پایین و بالای منطقه هستند ، $\rho g (H A - V)
$ کل وزن مایع است و W وزن جسم است. سپس ، راه حل ساده منجر به موارد زیر می شود:$F = \rho g V - W
$جایی که ρgV وزن سیالی است که توسط جسم جابجا شده است ، که همان نیروی شناوری است. نتیجه کاملاً مستقل از اندازه نسبی ظرف است.
یک بلوک را در نظر بگیرید که در مایع شناور است. نیروی ناشی از نیروی جاذبه ، نیروی شنای اعمال شده بر روی بلوک را متعادل می کند. اما باید یک جفت عمل قانون سوم وجود داشته باشد که نیروی آن را تقویت کند. اگر بلوک به سیال نیرویی وارد کند ، این بدان معناست که فشار مایع در زیر بلوک بیشتر از فشار در مکانهای دیگر است که در همان سطح افقی قرار دارند.نیروی شناوری به دلیل جاذبه وجود دارد (با رفتن به اعماق اقیانوس اختلاف فشار وجود دارد).
یک روش آسان برای فکر کردن وجود دارد. یک لیوان را با مقداری آب تصور کنید که آن بی حرکت است. هیچ حرکت داخلی وجود ندارد. قسمت کوچکی از این آب را در نظر بگیرید (هیچ چیز دیگری وجود ندارد ، فقط آب). چه کسی این قسمت از آب را متعادل می کند؟
فشار از هر طرف برابر نیست! به دلیل تغییر ارتفاع (به دلیل جاذبه زمین) یک گرادیان فشار وجود دارد. بنابراین لایه زیرین فشار بیشتری نسبت به لایه های بالایی خود وارد می کند. واضح است که یک فشار موثر خالص ، آب را به سمت بالا هل می دهد. این نیروی فشار ، نیروی شناوری است. نیرویی که گرانش را متعادل می کند. توجه داشته باشید که این جفت مخالف قانون سوم نیست. این نیروی جاذبه زمین توسط قطعه مایع خواهد بود (تأثیر بسیار کمی روی زمین).شناوری
اگر بلوک به سیال نیرویی وارد کند ، این بدان معناست که فشار مایع در زیر بلوک بیشتر از فشار در مکانهای دیگر است که در همان سطح افقی قرار دارند.قانون پاسکال دقیقاً در غیر این صورت است! در همه جای مایع به همین صورت خواهد بود. اما این مورد متفاوت است زیرا گرانش قبلاً یک گرادیان فشار را در داخل بدنه آب ایجاد کرده است. اگر یک فشار ناهموار در همان لایه وجود داشته باشد ، آب خود به خود شروع به جریان می کند!
ما سعی خواهیم کرد عبارتی را برای تعیین شناور بودن یا نبودن شی استخراج کنیم.$F_{b}=mg
$
و$F_{b}=\rho_{water} Vg
$
بیایید همان قطعه آب را با یک جعبه خالی جایگزین کنیم. سه اتفاق می تواند رخ دهد:
می تواند شناور باشدمی تواند غرق شودمی توانست بی حرکت بماند
$F_{b}=\rho_{box} V(g+a)
$
جایی که شتاب a می تواند برای حرکت به سمت بالا مثبت تلقی شود. با برابر کردن هر دو ، ما به دست می آوریم
$\rho_{water} Vg=\rho_{box} V(g+a)
$در ساده سازی $a=g\left ( \frac{\rho _{water}}{\rho_{box}}-1 \right )
$اگر چگالی جعبه از آب بیشتر باشد ، RHS منفی شده و شتاب رو به پایین است (غرق می شود). در غیر این صورت مثبت (شناور) خواهد بود. اگر برابر باشد ، RHS = 0 (ثابت).hope I help you I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260
تصویر

Nik

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۹/۷/۲۴ - ۱۵:۱۹


پست: 4

سپاس: 1

Re: نیروی وارد بر ترازو

پست توسط Nik »

با این حساب می شود گفت نیرویی که به کف ظرف اثر می کند فقط نیرویی است که جسم به آب (یعنی عکس العمل نیروی آب به جسم= نیروی شناوری) وارد می کند، نه وزن و کشش نخ و ...؟

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami

محل اقامت: Tehran, Qeytariyeh

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 852

سپاس: 524

جنسیت:

تماس:

Re: نیروی وارد بر ترازو

پست توسط rohamjpl »

وقتی جسم معلق از آن در آب فرو می رود ، چگونه تنش در رشته تغییر می کند؟یک سیلندر مسی از پایین سیم فولادی با جرم ناچیز آویزان است. بالای سیم به سقف متصل می شود و پس از برخورد سیم ، صدایی با فرکانس اساسی 300 هرتز منتشر می کند.
اکنون می فهمم که نیروی کششی برابر با mg است که می توانم m را با تراکم x حجم جایگزین کنم. این چیزی است که من نمی فهمم. اگر بخواهم سیلندر را به گونه ای در آب فرو ببرم که نیمی از حجم آن غوطه ور شود ، پس چرا نیروی کششی $volume * g - 1/2 (density of water) * (volume) * (g)?$
مشکل من این است که چرا 1/2 (تراکم آب) (حجم) (گرم) را کم می کنیم. * من می فهمم که این نیمه از کجا آمده است ، اما نه اینکه چرا ما آن را کم می کنیم.هنگامی که سیلندر نیمه غوطه ور می شود ، فشار آب از سطح نیمه پایینی آن (که در تماس با آب است) را تجربه می کند. نتیجه خالص این فشار یک نیروی رو به بالا بر روی استوانه برابر با وزن آب جابجا شده توسط استوانه است. این را می توان با تصور اینکه استوانه ای از آب خارج شده و یک نیم استوانه آب جایگزین شده است ، درک کرد. فشار هنوز هم وجود دارد و روی سطح آب مورد استفاده برای جایگزینی نیم استوانه استفاده می شود. و این فشار باید تحمل وزن نیم استوانه آب را داشته باشد زیرا این نیم استوانه در تعادل در آنجا می ماند. از این رو فشار یک نیروی خالص به سمت بالا برابر با وزن نیم استوانه آب اعمال می کند. وقتی که هست سیلندر همان نیرو را وارد می کند.چرا Vρg نیروی بوینت هست.برای یک جسم غوطه ور ، نیروی شناوری (Fb) به این صورت تعریف می شود:

$F_b = V_{\text{submerged}} \times \rho \text{ (density)} \times g \text{ (gravitational constant)}
$
از نظر مفهومی ، معادله نیروی شناور می گوید که نیروی شناوری اعمال شده برابر با وزن حجم آب جسم معینی است که جابجا شده است. چرا؟
توضیح: وقتی جسمی برداشته شود ، حجمی که جسم اشغال کرده پر از مایع می شود. این حجم از مایع باید توسط فشار مایع اطراف پشتیبانی شود زیرا یک مایع نمی تواند خودش را تحمل کند. وقتی هیچ جسمی وجود ندارد ، نیروی خالص رو به بالا بر روی این حجم مایع باید برابر با وزن آن باشد ، یعنی وزن سیال جابجا شده. وقتی جسم موجود باشد ، همین نیروی رو به بالا بر روی جسم تأثیر خواهد گذاشت.وقتی جسم موجود باشد ، همین نیروی رو به بالا بر روی جسم تأثیر خواهد گذاشت.
اگر این را بپذیرید ، پس همه موارد دیگر فقط اجرای مستقیم قانون دوم نیوتن است. بیان مجدد آن عبارت است
نیرویی که مایع اطراف به جسم غوطه ور وارد می کند فقط به شکل ظاهری سطح آن و نحوه قرارگیری آن در آب بستگی دارد.
برای دیدن دلیل درست بودن این مسئله ، به یاد بیاورید که در هر نقطه x در سیال ، می توانیم یک عدد P (x) را با هم مرتبط کنیم که فشار مایع را در آن نقطه ایجاد می کند. این بدان معنی است که نیرویی که بر روی یک عنصر منطقه کوچک جهت یافته da اعمال می شود ، $-P(\mathbf x)d\mathbf a
$ است. نیروی خالص روی هر سطح S با تجزیه آن به عناصر کم منطقه و جمع بندی نیروها در همه آنها بدست می آید. به عبارت دیگر ، با انجام یک انتگرال بدست می آید.
این بدان معنی است که وقتی یک شی را زیر آب قرار می دهید ، نیرویی که آب روی سطح آن وارد می کند فقط به شکل سطح آن و جایی که در آب است بستگی دارد نه به آنچه از آن ساخته شده است. به طور خاص ، اگر از آب یا چوب یا هر ماده دیگر به اندازه کافی سفت و سخت برای آن ماده تشکیل شده باشد ، همین امر خواهد بود.آیا هنگام آزاد شدن یک توپ پینگ پنگ ، وزن یک لیوان آب کم یا زیاد می شود اگر یک لیوان با 200 سی سی آب پر شد و ما یک توپ پینگ پنگ را به کف آن متصل کردیم و اندازه توپ پینگ پنگ 10 سی سی است.: وزن لیوان در آن زمان چقدر خواهد بود؟اگر نخ را برش دهیم در چند میلی ثانیه اول وزن لیوان چقدر خواهد بود.هنگامی که توپ متصل می شود ، نیروهای موجود در توپ و نیروهای موجود در آب در نمودار سمت چپ نشان داده می شوند.
خواندن تعادل فنر (مقیاس توزین) نیرویی است که تعادل فنر به آب وارد می کند (و لیوان) که وزن آب W و وزن توپ و هوای داخل آن است.
نیروی خالص روی توپ صفر است به دلیل اینکه یک نیروی رو به پایین روی توپ برابر با W − w اعمال می کند.
به نوبه خود (با استفاده از قانون سوم نیوتن) تتر نیرویی رو به بالا بر روی تخته تعادل فنر با همان اندازه W − w اعمال می کند.
من فکر می کنم شما این کار را انجام دادید زیرا می خواستید نیروها به تعادل برسند و از بین بردن اتصال میانی باعث افزایش نیروی صعودی بر روی ظرف تعادل فنر شد.اما باید نیروی خالصی روی آب باشد زیرا با شتاب گرفتن توپ به سمت بالا ، آب باید رو به پایین باشد زیرا مرکز ثقل آب به سمت پایین حرکت می کند.
در نمودار سمت راست یک نیروی خالص به سمت بالا روی توپ W − w وجود دارد که باعث می شود آن به سمت بالا شتاب بگیرد.
یک نیروی خالص به سمت پایین روی آب $W + X− (X + w) = W − w$ وجود دارد که باعث می شود مرکز جرم آب به سمت پایین شتاب بگیرد.تصویر
چرا یک بالون هلیوم بالا می رود؟ این ممکن است سوال احمقانه ای باشد ، اما چرا یک بالون هلیوم بالا می رود؟ من می دانم که بالا می رود زیرا چگالی هلیوم نسبت به هوا کمتر است. اما در مورد مواد بالون چطور؟ از لاستیک / لاتکس ساخته شده است که کاملاً چگالتر از هوا است. یک بالون خالی که هوا در آن نباشد می افتد ، پس چرا یک بالون پر از هلیوم بالا می رود؟
نیروی شناوری * به حجم جسم (یا حداقل حجم جسم غرق شده در مایع) و تراکم سیالی که جسم در آن قرار دارد بستگی دارد ، لزوماً / مستقیماً به چگالی جسم بستگی ندارد. در واقع ، شما معمولاً نیروی شناوری را می بینید که به صورت زیر نوشته شده است
$F_B=\rho_{\text{fluid}}V_{\text{sub}}g=w_{\text{disp}}
$که فقط نشان می دهد نیروی شناوری برابر با وزن مایع جابجا شده است.
ما معمولاً در مورد غرق شدن اجسام متراکم تر و شناور بودن اجسام کم تراکم صحبت می کنیم زیرا برای اجسام همگن با جرم m می توانیم حجم را به صورت V = m / ρ بنویسیم ، بنابراین وقتی نیروی شناوری را با وزن جسم مقایسه می کنیم (به عنوان مثال خواستن جسم float) به دست می آوریم
$m_{\text{obj}}g<F_B=\frac{\rho_{\text{fluid}}m_{\text{obj}}g}{\rho_{\text{obj}}}
$
یعنی
$\rho_{\text{obj}}<\rho_{\text{fluid}}
$
این همان چیزی است که ما با آن آشنا هستیم ، اما بخاطر داشته باشید که این امر از وابستگی نیروی شناگر به حجم جسم (نه چگالی) بعد از اینکه تصور کردیم یک جسم همگن داریم ، ناشی می شود.
اگر جسم ما یکدست نباشد (مانند بادکنک) ، پس باید بیشتر مراقب باشید. شما فقط تراکم لاستیک را "متصل" نمی کنید ، زیرا این فقط حجم مواد لاستیکی نیست که هوای اطراف را جابجا می کند. شما باید بین کل بادکنک و مواد لاستیکی تفاوت قائل شوید. بنابراین ، نیروی تقویت کننده توسط
$F_B=\rho_{\text{fluid}}V_{\text{balloon}}g
$
در حالی که وزن توسط
$w_{\text{balloon}}=(m_{\text{rubber}}+m_{\text{He}})g=(\rho_{\text{rubber}}V_{\text{rubber}}+\rho_{\text{He}}V_{\text{He}})g
$بنابراین ، اگر می خواهیم شناور باشیم ، می خواهیم
وبالون $w_{\text{balloon}}<F_B
$$(\rho_{\text{rubber}}V_{\text{rubber}}+\rho_{\text{He}}V_{\text{He}})g<\rho_{\text{fluid}}V_{\text{balloon}}g
$یعنی
$\frac{\rho_{\text{rubber}}V_{\text{rubber}}+\rho_{\text{He}}V_{\text{He}}}{V_{\text{balloon}}}<\rho_{\text{fluid}}
$
ما در نهایت با چیزی کمی پیچیده تر روبرو خواهیم شد ، اما اگر با بالون به عنوان یک جسم واحد رفتار کنیم ، نتیجه ای مشابه مورد همگن بدست خواهیم آورد. فقط تراکم بادکنک را به این صورت تعریف کنید
$\rho_{\text{balloon}}=\frac{m_{\text{rubber}}+m_{\text{He}}}{V_{\text{balloon}}}
$و بنابراین ما در نهایت با$\rho_{\text{balloon}}<\rho_{\text{fluid}}
$لازم به ذکر است که فقط دلیل وجود هلیوم در بالون نیست که باعث افزایش آن می شود. هنوز به حجم بالون نیاز دارید تا بتواند هوای اطراف را به اندازه کافی جابجا کند. با این حال ، از هلیوم استفاده می شود زیرا چگالی آن به قدری کم است که هرچه مقدار هلیوم بیشتری را برای بزرگتر کردن بالون ایجاد می کنیم ، باعث نمی شویم وزن بالون خیلی بیشتر شود تا در نتیجه نیروی شناور بتواند بر وزن بالون غلبه کند.
برای جمع بندی کیفی این موضوع ، تراکم جسم فقط زمانی اهمیت دارد که به وزن جسم نگاه کنیم. حجم جسم (به طور خاص تر ، جسمی که جسم در مایع از آن استفاده می کند) همان چیزی است که برای نیروی شناوری مهم است. رابطه این دو نیرو چیزی است که تعیین می کند چیزی غرق یا شناور شود. اگر جسم شما یکدست نباشد ، باید چگالی کلی جسم را که مجموع جرم جسم تقسیم شده بر حجم جسم در مایع است ، بررسی کنید.
* اگر می خواهید در مورد اینکه نیروی بوینت از کجا ناشی می شود بدانید ، پاسخ انباشت یک توضیح عالی است. من در اینجا به آن نپرداختم ، زیرا سوالل شما این نیست که نیروی جوشان از کجا می آید به نظر می رسد شما فقط به این علاقه مند هستید که چگونه مقایسه تراکم ها می تواند شناور یا غرق شدن چیزی را تعیین کند ، بنابراین پاسخ من بر این موضوع متمرکز است.hope I help you I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile260 smile261
تصویر

ارسال پست