Kuidas tekitavad vedeliku rõhu erinevused ujuvust?

Kõik vedelikud on vedelikud, kuid huvitaval kombel pole kõik vedelikud vedelikud. Kõik, mis võib voolata, näiteks gaas, on vedelik ja võib tekitada ujuvat jõudu. Ujuvus tekib siis, kui eseme all asuvad suurema rõhuga alad avaldavad jõudu madalama rõhuga alade suunas. Vedeliku mõjul oleva ujuva jõu suurus määratakse siiski objekti mahu järgi ja vastavalt Archimedese põhimõttele.

Pascal ja rõhk

Enne kui saate aru, kuidas vedeliku rõhu erinevused võivad ujuvust mõjutada, peate kõigepealt mõistma, kuidas rõhk vedelikes käitub. Pascali põhimõte ütleb, et kui rõhku muudetakse suletud süsteemi mis tahes kohas, on see rõhumuutus võrdne igas süsteemis ja igas suunas. See põhimõte võimaldab hüdrosüsteemidel toimida. Samuti dikteerib see, et vedeliku kehas, kus rõhku mõjutavaid täiendavaid tegureid pole, jääb rõhk püsivaks ja ühtlaseks. Maal on aga tavaliselt veel vähemalt üks jõud, mis põhjustab vedeliku rõhu variatsiooni ja see jõud on gravitatsioon.

Sügavus ja erinevus

Gravitatsioon tõmbab allapoole kõike, millel on mass. Seega, kui raskusjõud tõmbab vedeliku keha allapoole, siis vedeliku kaal keha ülemistes osades kuhjata alumiste osade vedelikku, tekitades selles allapoole liikudes suureneva rõhu vedelik. Näiteks kui sukeldute sügavale järve, tunnete kõrvades suurenevat survet - ja võib-olla isegi keha vastu -, seda sügavamale sukeldute. Kui lõpetate allapoole ujumise, lükkab kõrgem rõhk allapoole madalama rõhuga ala poole. Nii on gravitatsioon tekitanud rõhudünaamika, mis dikteerib, et vee all oleva objekti all on alati suurem rõhk kui selle kohal.

instagram story viewer

Archimedes ja summa

Kreeka filosoof ja matemaatik Archimedes viis selle arusaamise survest sammu võrra kaugemale ja tegi mõistuse sellest, miks vedelik rakendab objektile teatud koguses ülespoole suunatud jõudu ja põhjustab selle kas tõusu ja hõljumist või laseb sellel tõusta valamu. Ta tegi kindlaks, et ülespoole suunatud jõud oli võrdne vee all oleva eseme tõrjutud vee massiga. Näiteks kaalub vesi ühe grammi kuupsentimeetri kohta. Kui uputate palli, mille maht on 25 kuupsentimeetrit, olete 25 grammi vett välja tõrjunud. Seetõttu on selle palli ujuv jõud 25 njuutonit (njuutonid on jõu mõõtmise ühikud). See ujuv jõud põhineb alati siiski ümberasustatud vee massil, mitte eseme massil.

Tihedus otsustajana

Tihedus on lõppkokkuvõttes tegur, mis määrab, kas objekt hõljub, vajub või jääb vedelikus neutraalselt ujuvaks. Näiteks kui see 25 kuupsentimeetrine pall on õõnes ja täidetud õhuga, on see kergem kui 25 grammi vett, mille ta on välja tõrjunud, ja hõljub. Kui pall on valmistatud tihedamast materjalist, näiteks rauast, võib see olla palju raskem ja vajuda kiiresti veekogu põhja. Kui sukeldada pall, mis kaalub täpselt 25 grammi, ei aja see ujuv jõud seda aga pinnale, vaid hoiab lihtsalt ära vajumast. See pall jääb vedeliku kehas neutraalselt ujuvaks, kuni sellele mõjub väline jõud.

Teachs.ru
  • Jaga
instagram viewer