Na stronie używamy cookies. Korzystanie z witryny oznacza zgodę na ich wykorzystywanie. Szczegóły znajdziesz w Regulaminie.
ZAMKNIJ X

Warunki pływania ciał

Ostatnio komentowane
Rozumowanie indukcyjne, to takie które przebiega od szczegółu do ogółu.
Konsti • 2016-06-28 10:17:38
"gliniane, szczelnie zamknięte naczynie", "tajemniczego naczynia", "co znajduje się w pu...
homo sapines • 2016-06-23 05:46:46
Dzięki
Pabelski94 • 2016-06-14 13:28:38
W zdaniu; "Proces sterowania natężeniem prądu w kolektorze przy pomocy niewielkiego pr...
Komp20000 • 2016-06-14 12:30:45
Szkoda, ze w szkołach uczą nas kronik kogoś takiego jak Gall. Człowiek o którym wiado...
Pako • 2016-06-13 18:29:53

Fizyka

Autor:
Drukuj
Drukuj
Rozmiar
AAA

Warunki pływania ciał

Jak wynika z twierdzenia Archimedesa na ciało zanurzone w płynie działa siła wyporu, której kierunek ma przeciwny zwrot niż ciężar tego ciała.
Na rysunku przedstawiono trzy sytuacje, w których ciała zanurzone w płynie zachowują się w inny sposób.
Sytuacja 1.
Ciało tonie, gdyż jego ciężar (Q) jest większy od siły wyporu (Fw). Zatem wypadkowa siła działająca na ciało jest skierowana pionowo w dół. Sytuacja taka może mieć miejsce tylko wtedy, gdy gęstość ciała jest większa ρ od gęstości cieczy ρc.

Sytuacja 2.
Ciało pływa na dowolnej głębokości. W tej sytuacji, zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki, działające na ciało siły grawitacji i wyporu się równoważą. Zatem gęstości ciała i cieczy muszą być sobie równe.

Sytuacja 3.
Ciało pływa częściowo zanurzone w cieczy. W tej sytuacji działające siły grawitacji i wyporu także się równoważą, jednak siła wyporu pochodzi jedynie od tej części ciała, która jest zanurzona w płynie. Oznacza to, że w tym przypadku gęstość ciała musi być mniejsza od gęstości cieczy.

Warunki pływania ciał – przykład.

Kra lodowa o powierzchni 100m2 i grubości 0,5m pływa po powierzchni morza. Ile maksymalnie niedźwiedzi polarnych o masie 500kg może znajdować się jednocześnie na krze, aby ona nie zatonęła? Przyjmij, że gęstości lodu i wody słonej są odpowiednio równe 920 kg/m3  1030 kg/m3.

Dane:                                     Szukane:
S = 100m2                                N = ?
h = 0,5 m
m = 500kg
ρl = 920kg/m3
ρw = 1030kg/m3

Rozwiązanie:
Warunki pływania ciał

Rys. Monika Pilch


Aby kra nie zatonęła jej całkowity ciężar wraz z niedźwiedziami musi być zrównoważony przez siłę wyporu:

NQ _{1} +Q _{2} =F _{w}
 
Odpowiednie siły są równe:

Q _{1} =mg

Q _{2} =m _{l} \cdot  g

F _{w} =m _{w}  \cdot g, zatem:

Nmg+m _{l} g=m _{w} g \Rightarrow N= \frac{m _{w}-m _{l}  }{m}
 
Masy wypartej wody i kry są odpowiednio równe:

m _{w} = \rho  _{w} \cdot S \cdot h

m _{l} = \rho  _{l} \cdot S \cdot h , więc:

N= \frac{ \rho  _{w}Sh-  \rho  _{l}Sh}{m} = \frac{Sh(  \rho  _{w}- \rho  _{l} )  }{m}

N= \frac{100m ^{2} \cdot 0,5 \left (1030 \frac{kg}{m ^{3} }-920 \frac{kg}{m ^{3} } \right )}{500kg}

N=11

Polecamy również:

  • Prawo Pascala

    Prawo Pascala dotyczy wartości ciśnienia w płynie (cieczy lub gazie), będącego wynikiem działania siły zewnętrznej. Więcej »

  • Ciśnienie hydrostatyczne

    Ciśnienie (p) jest skalarną wielkością fizyczną, zdefiniowaną jako stosunek siły parcia (F) do pola powierzchni ciała  (S), na którą ta siła działa: Więcej »

4 + 1 =