ఉత్ప్లవకత: తేలుతున్న వస్తువు ద్రవ్యరాశి అది ఎంత లోతులో ఉంటుందో మార్చుతుందా?
1 · ఊహించండి
నీటిలో ఒక కార్క్ తేలుతోంది. అదే పరిమాణం ఉన్న భారీ కార్క్ వాడితే, దాన్ని పైకి పట్టుకున్న ఉత్ప్లవక బలం ఎలా మారుతుంది?
- భారీ బరువుకు సరిపోయేలా ఉత్ప్లవక బలం పెరుగుతుంది.
- ద్రవ్యరాశి ఏదైనా ఉత్ప్లవక బలం ఒక్కటే ఉంటుంది.
- కార్క్ లోతుగా కూర్చుంటుంది కాబట్టి ఉత్ప్లవక బలం తగ్గుతుంది.
2 · అమరిక
- fluid-float ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. నీటి ఉపరితలం వద్ద ఒక కార్క్ తేలుతుంది.
- కార్క్పై ఉత్ప్లవక-బల ప్రోబ్ను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి కార్క్ ద్రవ్యరాశిని సెట్ చేసి, సమతా స్థితికి వచ్చేవరకు వదిలి, మునిగిన భిన్నం, ఉత్ప్లవక-బల రీడింగ్లను నమోదు చేయండి.
3 · డేటా సేకరించండి
| కార్క్ ద్రవ్యరాశి m (kg) | మునిగిన భిన్నం | ఉత్ప్లవక బలం F_b (N) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 1.50 | ||
| 2.00 |
మీ మూడు ప్రయత్నాల కోసం ద్రవ్యరాశి m (x-అక్షం) పై ఉత్ప్లవక బలం F_b (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి. రేఖ ఏ ఆకారంలో ఉంది?
4 · విశ్లేషించండి
- ప్రతి ప్రయత్నానికి, g = 9.8 m/s² ఉపయోగించి m·g లెక్కించి, ఉత్ప్లవక-బల రీడింగ్తో పోల్చండి.
- ఎంత భాగం మునిగి ఉన్నా సరే, తేలుతున్న వస్తువు ఉత్ప్లవక బలం ఎప్పుడూ దాని బరువుకు సమానంగా ఉంటుందో వివరించండి.
5 · విస్తరించండి
- కార్కుకు ద్రవ్యరాశిని చేర్చుతూ ఉంటే, ఏ స్థితిలో అది తేలడం ఆగి మునుగుతుంది? ఆ స్థితిలో ఉత్ప్లవక బలం గురించి ఏమి నిజం అయి ఉండాలి?
- ఉక్కు దిమ్మ మునుగుతుంది, కానీ ఉక్కు ఓడ తేలుతుంది. ఆర్కిమెడిస్ సూత్రం ఉపయోగించి, పదార్థం కాదు — ఆకారమే — దీన్ని సాధ్యం చేస్తుందో వివరించండి.
ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం
ఆర్కిమెడిస్ సూత్రం
మునిగిన (లేదా తేలుతున్న) వస్తువుపై ఉత్ప్లవక బలం అది తొలగించే ద్రవ బరువుకు సమానం. సమతా స్థితిలో, తేలుతున్న వస్తువు ఉత్ప్లవక బలం దాని బరువును సరిగ్గా సమతుల్యం చేస్తుంది — మీ రెండు నిలువు వరుసలు సరిపోవాల్సింది అందుకే.