द्रव दबाव में अंतर कैसे उछाल पैदा करता है?

सभी तरल तरल होते हैं, लेकिन दिलचस्प बात यह है कि सभी तरल पदार्थ तरल नहीं होते हैं। कोई भी चीज जो प्रवाहित हो सकती है - जैसे कि गैस - एक तरल है, और उत्प्लावक बल पैदा कर सकती है। उत्प्लावन तब होता है जब किसी वस्तु के नीचे उच्च दबाव वाले क्षेत्र निचले दबाव वाले क्षेत्रों की ओर ऊपर की ओर बल लगाते हैं। हालांकि, तरल पदार्थ पर लगने वाले उत्प्लावन बल की मात्रा वस्तु के आयतन और आर्किमिडीज के सिद्धांत के अनुसार निर्धारित होती है।

इससे पहले कि आप यह समझ सकें कि द्रव के दबाव में अंतर उछाल को कैसे प्रभावित कर सकता है, आपको पहले यह समझने की जरूरत है कि दबाव तरल पदार्थों में कैसे व्यवहार करता है। पास्कल के सिद्धांत में कहा गया है कि जब किसी बंद प्रणाली के भीतर किसी भी स्थान पर दबाव बदल जाता है, तो उस प्रणाली के भीतर और सभी दिशाओं में हर बिंदु पर दबाव परिवर्तन समान रूप से महसूस किया जाएगा। यह सिद्धांत वह है जो हाइड्रोलिक सिस्टम को कार्य करने की अनुमति देता है। यह यह भी निर्धारित करता है कि द्रव के शरीर के भीतर जहां दबाव को प्रभावित करने वाले कोई अतिरिक्त कारक नहीं हैं, दबाव स्थिर और यहां तक ​​​​कि रहेगा। पृथ्वी पर, हालांकि, आमतौर पर कम से कम एक अन्य बल होता है जो द्रव के दबाव में भिन्नता का कारण बनता है, और वह बल गुरुत्वाकर्षण है।

गुरुत्वाकर्षण हर उस चीज पर नीचे की ओर खींचता है जिसमें द्रव्यमान होता है। इसलिए, जब गुरुत्वाकर्षण द्रव के शरीर पर नीचे की ओर खींचता है, तो शरीर के ऊपरी हिस्सों में द्रव का भार होता है निचले हिस्सों में तरल पदार्थ पर ढेर, बढ़ते दबाव का एक ग्रेड बनाते हुए जब आप उसके भीतर नीचे की ओर बढ़ते हैं तरल। उदाहरण के लिए, यदि आप किसी झील में गहरे गोता लगाते हैं, तो आप अपने कानों में बढ़ते दबाव को महसूस करेंगे - और शायद आपके शरीर के खिलाफ भी - जितना गहरा आप गोता लगाएंगे। यदि आप नीचे की ओर तैरना बंद कर देते हैं, तो आपके नीचे का उच्च दबाव आपको कम दबाव वाले क्षेत्र की ओर वापस ऊपर की ओर धकेल देगा। इस तरह गुरुत्वाकर्षण ने एक दबाव गतिशील बनाया है जो यह बताता है कि एक जलमग्न वस्तु के नीचे हमेशा ऊपर की तुलना में अधिक दबाव होगा।

यूनानी दार्शनिक और गणितज्ञ आर्किमिडीज ने दबाव की इस समझ को एक कदम आगे बढ़ाया, और समझ में आया क्यों एक द्रव किसी वस्तु पर एक निश्चित मात्रा में ऊपर की ओर बल लगाता है और इसके कारण या तो ऊपर उठता है और तैरता है या इसे अनुमति देता है सिंक उन्होंने निर्धारित किया कि ऊपर की ओर बल जलमग्न वस्तु द्वारा विस्थापित पानी के भार के बराबर था। उदाहरण के लिए, पानी का वजन एक ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर होता है। यदि आप एक गेंद को 25 घन सेंटीमीटर के आयतन में डुबाते हैं, तो आप 25 ग्राम पानी विस्थापित कर चुके होंगे। इसलिए, उस गेंद पर परिणामी उत्प्लावन बल 25 न्यूटन होगा (न्यूटन वे इकाइयाँ हैं जो बल को मापते हैं)। यह उत्प्लावन बल हमेशा विस्थापित पानी के द्रव्यमान पर आधारित होता है, न कि वस्तु के द्रव्यमान पर।

घनत्व अंततः वह कारक है जो यह निर्धारित करता है कि कोई वस्तु किसी तरल पदार्थ में तैरेगी, डूबेगी या तटस्थ रूप से उत्प्लावन रहेगी। उदाहरण के लिए, यदि वह 25 घन सेंटीमीटर गेंद खोखली और हवा से भरी हुई है, तो यह 25 ग्राम पानी की तुलना में हल्का होगा जिसे उसने विस्थापित किया है, और तैरने लगेगा। यदि गेंद लोहे जैसी सघन सामग्री से बनी है, तो यह बहुत भारी हो सकती है और जल्दी से पानी के शरीर के नीचे तक डूब सकती है। यदि आप ठीक 25 ग्राम वजन वाली गेंद को डुबाते हैं, तो उत्प्लावक बल इसे सतह तक नहीं ले जाएगा, बल्कि इसे डूबने से बचाए रखेगा। यह गेंद तब तक तरल पदार्थ के शरीर में तटस्थ रूप से उत्प्लावक बनी रहेगी जब तक कि उस पर कोई बाहरी बल न लगाया जाए।