மிதவைத்தன்மை: மிதக்கும் பொருளின் நிறை, அது எவ்வளவு ஆழமாக அமர்வதை மாற்றுமா?
1 · கணிப்பு
ஒரு கார்க் நீரில் மிதக்கிறது. அதே அளவு கொண்ட கனமான கார்க்கைப் பயன்படுத்தினால், அதைத் தாங்கும் மிதப்பு விசை எவ்வாறு மாறும்?
- மிதப்பு விசை, கனமான எடைக்கு பொருந்தும்படி அதிகரிக்கும்.
- நிறை எதுவும் பொருட்படாமல் மிதப்பு விசை அப்படியே.
- கார்க் தாழ்வாக அமர்வதால் மிதப்பு விசை குறையும்.
2 · அமைப்பு
- fluid-float முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். ஒரு கார்க், நீரின் மேற்பரப்பில் மிதக்கிறது.
- கார்க்கில் மிதப்பு-விசை ஆய்வியை இயக்குங்கள்.
- ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் கார்க்கின் நிறையை அமைத்து, சமநிலையடைய விட்டு, மூழ்கிய பின்வெளி மற்றும் மிதப்பு-விசை வாசிப்பைப் பதிவு செய்யுங்கள்.
3 · தரவு சேகரி
| கார்க் நிறை m (kg) | மூழ்கிய பங்கு | மிதப்பு விசை F_b (N) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 1.50 | ||
| 2.00 |
உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், நிறை m (x-அச்சு) எதிராக மிதப்பு விசை F_b (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். கோடு என்ன வடிவம்?
4 · பகுப்பாய்வு
- ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும், g = 9.8 m/s² பயன்படுத்தி m·g கணக்கிட்டு, மிதப்பு-விசை வாசிப்புடன் ஒப்பிடுங்கள்.
- எவ்வளவு மூழ்கியுள்ளது என்பதைப் பொருட்படுத்தாமல், மிதக்கும் பொருளின் மிதப்பு விசை, அதன் எடைக்கு எப்போதும் சமமாக இருப்பது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
5 · நீட்டிப்பு
- கார்க்கின் நிறையை தொடர்ந்து சேர்த்தால், எந்த புள்ளியில் அது மிதப்பதை நிறுத்தி மூழ்கும்? அந்தப் புள்ளியில் மிதப்பு விசையைப் பற்றி என்ன உண்மையாக இருக்க வேண்டும்?
- ஒரு எஃகு கட்டி மூழ்கும், ஆனால் ஒரு எஃகு கப்பல் மிதக்கும். ஆர்க்கிமிடீஸ் தத்துவம் பயன்படுத்தி, வடிவம் — மூலப்பொருள் அல்ல — இதை எவ்வாறு சாத்தியமாக்குகிறது என்று விளக்குங்கள்.
இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்
ஆர்க்கிமிடீஸ் தத்துவம்
மூழ்கிய (அல்லது மிதக்கும்) பொருள் மீதான மிதப்பு விசை, அது இடம்பெயர்ப்பும் பாய்மத்தின் எடைக்குச் சமம். சமநிலையில், மிதக்கும் பொருளின் மிதப்பு விசை அதன் எடையை சரியாக சமநிலைப்படுத்துகிறது — அதனால்தான் உங்கள் இரு நெடுவரிசைகளும் பொருந்த வேண்டும்.