उत्प्लावकता: तरणाऱ्या वस्तूचे वस्तुमान ती किती खोल बसते बदलते का?
1 · अनुमान
कॉर्क पाण्यावर तरतो. त्याच आकाराचा जड कॉर्क वापरल्यास, त्याला धरून ठेवणारे उत्प्लावक बल कसे बदलेल?
- उत्प्लावक बल जड वजनाशी जुळण्यासाठी वाढते.
- वस्तुमान कितीही असो, उत्प्लावक बल तसेच राहते.
- उत्प्लावक बल कमी होते कारण कॉर्क खोल बसतो.
2 · मांडणी
- फ्लुइड-फ्लोट प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. कॉर्क पाण्याच्या पृष्ठभागावर तरतो.
- कॉर्कवर उत्प्लावक-बल प्रोब सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी कॉर्कचे वस्तुमान निश्चित करा, त्याला संतुलनात येऊ द्या, व बुडालेला अंश व उत्प्लावक-बल वाचन नोंदवा.
3 · डेटा गोळा करा
| कॉर्कचे वस्तुमान m (kg) | बुडालेला भाग | उत्प्लावक बल F_b (N) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 1.50 | ||
| 2.00 |
तुमच्या तीन फेर्यांसाठी उत्प्लावक बल F_b (y-अक्ष) विरुद्ध वस्तुमान m (x-अक्ष) काढा. रेषेचा आकार काय?
4 · विश्लेषण
- प्रत्येक फेरीसाठी g = 9.8 m/s² सह m·g काढा व उत्प्लावक-बल वाचनाशी तुलना करा.
- तरणाऱ्या वस्तूचे उत्प्लावक बल किती बुडालेले असले तरी नेहमीच तिच्या वजनाइतके का असते ते स्पष्ट करा.
5 · विस्तार
- कॉर्कला सातत्याने वस्तुमान जोडत गेल्यास कोणत्या बिंदूवर तरणे थांबून बुडेल? त्या बिंदूवर उत्प्लावक बलाबद्दल काय सत्य असावे लागेल?
- स्टीलचा गट्टा बुडतो, पण स्टीलचे जहाज तरते. आर्किमिडीजचे तत्त्व वापरून आकार — सामग्री नव्हे — हे कसे शक्य करते ते स्पष्ट करा.
या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र
आर्किमिडीजचे तत्त्व
बुडालेल्या (किंवा तरणाऱ्या) वस्तूवरील उत्प्लावक बल ती हटवणाऱ्या द्रवाच्या वजनाइतका असतो. संतुलनावर, तरणाऱ्या वस्तूचे उत्प्लावक बल तिचे वजन नेमके संतुलित करते — म्हणूनच तुमचे दोन स्तंभ जुळले पाहिजेत.