हाइड्रोस्टेटिक बल की गणना कैसे करें

हाइड्रोस्टेटिक जोर एक बल है जो एक तरल पदार्थ में डूबे सभी वस्तुओं पर गुरुत्वाकर्षण के विपरीत दिशा में कार्य करता है। वजन तरल पदार्थ (तरल या गैस) पर ऑब्जेक्ट को धक्का देता है जबकि फ्लोट ऊपर की ओर जाता है, गुरुत्वाकर्षण का विरोध करता है। सामान्य शब्दों में, सूत्र का उपयोग करके हीड्रास्टाटिक बल की गणना की जा सकती है एफ

= वीरों × डी × जी, जहां एफ हीड्रास्टाटिक बल है, वीरों यह विसर्जित मात्रा है, डी द्रव की घनत्व है जिसमें ऑब्जेक्ट रखा गया है और जी गुरुत्वाकर्षण का त्वरण है। किसी ऑब्जेक्ट के फ़्लोटेशन की गणना कैसे करें, यह गाइड पढ़ें।

कदम

विधि 1

हाइड्रोस्टेटिक जोर फॉर्मूला का प्रयोग करें
1
ऑब्जेक्ट के डूबे हुए हिस्से की मात्रा का पता लगाएं। हाइड्रोस्टाटिक बल वस्तु के जलमग्न मात्रा के प्रत्यक्ष रूप से आनुपातिक होता है: जितना अधिक तरल पदार्थ में डुबोया जाता है, उतना ही हाइड्रोस्टाटिक बल उस पर अभिनय करता है। यह क्रिया तरल पदार्थ में रखी किसी भी ऑब्जेक्ट पर पाई जाती है, इसलिए इस बल की गणना में पहला कदम हमेशा इस मात्रा का मूल्यांकन होना चाहिए, जो इस सूत्र के लिए मीटर में दर्शाया जाना चाहिए3.
  • पूरी तरह से डूबे वस्तुओं के लिए, यह मात्रा वस्तु की मात्रा के बराबर है। उन लोगों के लिए जो सतह पर तैरते हैं, हालांकि, केवल अंतर्निहित भाग पर विचार किया जाना चाहिए।
  • एक उदाहरण के रूप में, मान लीजिए कि हम पानी में रबड़ की गेंद के हीड्रास्टाटिक बल पर विचार करना चाहते हैं। यदि यह 1 मीटर के व्यास के साथ एक सही क्षेत्र है और यदि यह पानी के नीचे आधे रास्ते से बाहर है और आधा रास्ते पर है, तो हम पूरी गेंद की गणना करके और इसे आधे से विभाजित करके मिलाकर मिल सकते हैं। एक गोलार्ध की मात्रा (4/3) के रूप में π (त्रिज्या)3 , हम जानते हैं कि हमारी गेंद (4/3) π (0,5) है3 = 0.524 मीटर3. 0.524 / 2 = 0.262 मीटर3 तरल में.
  • 2
    द्रव के घनत्व को खोजें। हाइड्रोस्टाटिक बल को खोजने के लिए प्रक्रिया में अगला कदम घनत्व को परिभाषित करना है (किलोग्राम / मीटर में3) जिसमें द्रव में विसर्जित होता है। घनत्व एक वस्तु या पदार्थ के वजन के सापेक्ष माप है, जो इसके मात्रा के संबंध में है। बराबर मात्रा के दो ऑब्जेक्ट को देखते हुए, उच्चतम घनत्व वाले एक व्यक्ति का वजन अधिक होगा। एक सामान्य नियम के रूप में, द्रव का घनत्व जितना वस्तु एक वस्तु में विसर्जित होता है, उतनी ही अधिक जलस्तरीय जोर तरल पदार्थ के साथ, सामग्री से संबंधित तालिकाओं को देखकर घनत्व को ढूंढना आम तौर पर आसान होता है
  • हमारे उदाहरण में, गेंद पानी में तैर रही है। किसी भी पाठ्यपुस्तक से परामर्श करके, हम पाते हैं कि पानी की घनत्व लगभग है 1,000 किलोग्राम / मीटर3.
  • तकनीकी तालिकाओं में कई अन्य सामान्य तरल पदार्थों की घनत्व दिखाई जाती है। इस प्रकार की एक सूची पाया जाता है यहां.
  • 3
    गुरुत्वाकर्षण के कारण शक्ति का पता लगाएं, यानी, भार बल (या कोई अन्य निम्न बल)। चाहे वस्तु में उतार-चढ़ाव होता है या पूरी तरह द्रव में डूब जाता है, यह हमेशा गुरुत्वाकर्षण के अधीन होता है। वास्तविक दुनिया में, यह स्थिर चारों ओर लायक है 9.81 नए टन / किलोग्राम. इसके अलावा, ऐसी स्थितियों में जहां एक और बल काम करता है, जैसे कि केन्द्रापसारक बल, हमें बल पर विचार करना चाहिए संपूर्ण जो पूरे सिस्टम के लिए काम करता है
  • हमारे उदाहरण में, यदि हम एक साधारण स्थिर प्रणाली के साथ काम कर रहे हैं, तो हम यह मान सकते हैं कि तरल पदार्थ में रखे गए ऑब्जेक्ट में केवल एक ही बल है जो मानक गुरुत्व है - 9.81 नए टन / किलोग्राम.
  • वैसे भी, यदि हमारी गेंद पानी की एक बाल्टी में तैरती है तो क्षैतिज चक्र में पूर्ण बल में बदल जाएगा? इस मामले में, यह सोचते हैं कि बाल्टी जल्दी से पर्याप्त ताकि वे न तो पानी है और न ही गेंद, शक्ति है कि इस स्थिति में नीचे धक्का केन्द्रापसारक बाल्टी बारी बारी से करने के लिए इस्तेमाल बल से निकला बढ़ाना नहीं है घुमाया जाता है, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से नहीं ।
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    मल्टीप्लीम वॉल्यूम × घनत्व × गुरुत्व जब आप ऑब्जेक्ट की मात्रा जानते हैं (मीटर में3), द्रव की घनत्व (किलोग्राम / मीटर में3) और वजन बल (या, आपके सिस्टम में, जो नीचे धराशायी है), उछाल बल सरल लगता है। न्यूटन परिणाम प्राप्त करने के लिए सिर्फ तीन मात्रा का गुणा करें।
  • हम समीकरण एफ में मिले मूल्यों को सम्मिलित करते हुए हमारी समस्या का समाधान करते हैं = वीरों × डी × जी एफ = 0.262 मीटर3 × 1000 किलोग्राम / मीटर3 × 9.81 न्यूटन / किलोग्राम = 2,570 न्यूटन.
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    पता लगाएँ कि क्या आपका ऑब्जेक्ट इसके वजन के साथ तुलना करके तैरता है सिर्फ समीकरण का उपयोग करना, उस शक्ति को ढूंढना आसान है, जिसके साथ वस्तु को द्रव से बाहर धकेल दिया जाता है जिसमें यह विसर्जित हो जाता है। इसके अलावा, थोड़ा अधिक प्रयास के साथ, आप यह निर्धारित भी कर सकते हैं कि ऑब्जेक्ट फ़्लोट या सिंक होगा। बस संपूर्ण वस्तु के लिए हीड्रास्टाटिक बल पाएं (दूसरे शब्दों में, इसकी पूरी मात्रा वीरों), तो सूत्र के साथ भार बल को ढूंढें G = (ऑब्जेक्ट का द्रव्यमान) (9.81 मीटर / सेकंड2)। यदि हाइड्रोस्टेटिक जोर वजन से अधिक है, तो ऑब्जेक्ट फ्लोट होगा। दूसरी तरफ, यदि यह नीच है, तो वह डूब जाएगी। यदि वे बराबर हैं, तो यह कहा जाता है कि वस्तु "निष्पक्ष रूप से तैरती है"
  • उदाहरण के लिए, समझे कि हम यह जानना चाहते हैं कि 20 किलोग्राम के एक बेलनाकार लकड़ी का बैरल 75 मीटर के व्यास के साथ और 1.25 मीटर की ऊंचाई पानी में तैर जाएगा। इस अध्ययन के लिए कई चरणों की आवश्यकता होगी:
  • हम सिलेंडर फार्मूला वी = π (त्रिज्या) के साथ अपनी मात्रा पा सकते हैं2(ऊंचाई)। वी = π (0.375)2(1.25) = 0.55 मीटर3.
  • उसके बाद, आम गुरुत्वाकर्षण और सामान्य घनत्व के पानी के चलते, हम बैरल पर हीड्रास्टाटिक बल की गणना कर सकते हैं। 0.55 मीटर3 1000 किलोग्राम / मीटर3 × 9.81 न्यूटन / किलोग्राम = 5.395.5 न्यूटन.
  • इस बिंदु पर, हमें बैरल (उसके वजन बल) पर अभिनय के गुरुत्वाकर्षण के बल को ढूंढना होगा। जी = (20 किग्रा) (9.81 मीटर / सेकंड2) = 1 9 6.2 न्यूटन. उत्तरार्द्ध फ्लोटिंग बल से बहुत दूर है, इसलिए बैरल फ्लोट होगा।
  • 6
    द्रव एक गैस है जब उसी दृष्टिकोण का उपयोग करें जब तरल पदार्थ की बात आती है, तो यह नहीं कहा जाता है कि यह एक तरल है गैसों को तरल पदार्थ के रूप में माना जाता है और, हालांकि अन्य प्रकार के मामलों की तुलना में उनके घनत्व बहुत कम है, फिर भी वे कुछ वस्तुओं का समर्थन कर सकते हैं जो उनके भीतर तैरते हैं। हीलियम से भरा एक गुब्बारा एक विशिष्ट उदाहरण है। ऐसा गैस होने के कारण द्रव (हवा) के चारों ओर से घने घने घने होते हैं, यह उतार चढ़ाव हो जाती है!
  • विधि 2

    सरल अस्थायी प्रयोग करें
    1
    एक बड़ा एक के अंदर एक कप या एक छोटा सा कप रखो कुछ घरेलू सामानों के साथ, हाइड्रोस्टेटिक सिद्धांतों का पालन करना आसान है! इस सरल प्रयोग में, हम यह प्रदर्शित करेंगे कि सतह पर एक वस्तु शुरू की गई है क्योंकि यह द्रव की मात्रा जलमग्न वस्तु के मात्रा के बराबर चलता है। हम इस प्रयोग के साथ प्रदर्शित भी कर पाएंगे कि किसी ऑब्जेक्ट के हाइड्रोस्टाटिक फोर्स को व्यावहारिक रूप से कैसे ढूंढें। शुरू करने के लिए, एक बड़े कंटेनर, जैसे बेसिन या बाल्टी के अंदर एक कटोरा या कप डाल दें



  • 2
    कंटेनर को शीर्ष पर भरें इसके बाद, पानी के साथ छोटे आंतरिक कंटेनर भरें जल स्तर रिम तक पहुंचना चाहिए बाहर आने के बिना. इस बिंदु पर ध्यान दें! यदि आप पानी डालना चाहते हैं, तो फिर से कोशिश करने से पहले बड़े कंटेनर खाली करें।
  • इस प्रयोग के प्रयोजनों के लिए, यह मानना ​​सुरक्षित है कि पानी में 1000 किलोग्राम / मीटर का एक मानक घनत्व है3. जब तक आप नमक पानी या पूरी तरह से अलग तरल का उपयोग नहीं करते हैं, अधिकांश प्रकार के पानी में इस संदर्भ मूल्य के लिए घनत्व पर्याप्त होगा ताकि कुछ अन्तराल अंतर हमारे परिणामों को नहीं बदलेगा।
  • अगर आपके पास ड्रॉपर का काम है, तो आंतरिक कंटेनर में पानी को ठीक करने के लिए यह बहुत उपयोगी हो सकता है
  • 3
    एक छोटी वस्तु immergi इस बिंदु पर, पानी से क्षतिग्रस्त किए बिना आंतरिक कंटेनर के अंदर फिट होने वाली एक छोटी वस्तु ढूंढें किलोग्राम में इस ऑब्जेक्ट का द्रव्यमान खोजें (यह एक पैमाने या बार का उपयोग करना बेहतर होता है जो आपको ग्राम दे सकता है कि आप किलो में परिवर्तित हो जाएंगे) फिर, अपनी उंगलियों को गीला होने के बिना, इसे धीरे-धीरे और लगातार पानी में विसर्जित कर दें जब तक कि इसे फ्लोट करना शुरू न हो या आप इसे वापस पकड़ कर रख सकते हैं, तो इसे जाने दें। आपको आंतरिक कंटेनर के किनारे से कुछ पानी लीक और बाहर निकलना चाहिए।
  • हमारे उदाहरण के प्रयोजनों के लिए, मान लें कि हम अंदर की कंटेनर में 0.05 किलो के बड़े पैमाने के साथ एक खिलौना कार डूबते हैं। उछाल की गणना करने के लिए इस कार की मात्रा जानना आवश्यक नहीं है, क्योंकि हम अगले चरण में देखेंगे।
  • 4
    उस पानी को इकट्ठा और मापें, जो डालना है। जब कोई वस्तु पानी में डूब जाती है, तरल चालें - अगर ऐसा नहीं होता है, तो इसका मतलब है कि पानी में प्रवेश करने के लिए कोई जगह नहीं है। जब यह तरल के खिलाफ जाता है, तो यह उछाल बढ़ने के कारण बदले में जोर से प्रतिक्रिया करता है। अंदरूनी कंटेनर से बहकर पानी ले लो और इसे एक गिलास मापने के कप में डालें। कप में पानी की मात्रा जलमग्न वस्तु के हिस्से के बराबर होनी चाहिए।
  • दूसरे शब्दों में, यदि आपकी ऑब्जेक्ट फ़्लोट करती है, तो अतिप्रवाह जल का मात्रा पानी की सतह के नीचे डूबे हुए वस्तु के मात्रा के बराबर होगा। यदि यह डूबता है, तो पानी की मात्रा पूरी वस्तु की मात्रा के बराबर होगी।
  • 5
    गिरा पानी के वजन की गणना करें क्योंकि आप पानी की घनत्व जानते हैं और आप मापने वाले कप में पानी की मात्रा को माप सकते हैं, तो आप इसके द्रव्यमान पा सकते हैं। बस इस वॉल्यूम को मीटर में कनवर्ट करें3 (एक ऑनलाइन रूपांतरण उपकरण, जैसे यह, मदद कर सकते हैं) और पानी की घनत्व (1000 किलो / मीटर3)।
  • हमारे उदाहरणों में, मान लें कि हमारी खिलौना कार आंतरिक कंटेनर में डूबती है और पानी के दो चम्मच (0.00003 मीटर3)। बड़े पैमाने पर पानी का पता लगाने के लिए, हमें इसे घनत्व से बढ़ाना चाहिए: 1,000 किलोग्राम / मीटर3 × 0.00003 मीटर3 = 0.03 किलोग्राम.
  • 6
    वस्तु के साथ चले गए पानी के द्रव्यमान की तुलना करें। अब जब आप जानते हैं कि पानी में डूबे हुए वस्तु का द्रव्यमान और पानी की चली गई, तो यह देखने के लिए तुलना करें कि कौन सा अधिक है। यदि आंतरिक कंटेनर में डूब गया वस्तु का द्रव्यमान विस्थापित होने से बड़ा होता है, तो उसे डूब जाना चाहिए। दूसरी ओर, यदि स्थानांतरित जल का द्रव्यमान अधिक है, तो वस्तु सतह पर रहनी चाहिए। यह कार्य में हाइड्रोस्टेटिक जोर का सिद्धांत है - क्योंकि एक ऑब्जेक्ट फ्लोट हो सकता है, उसे वस्तु की तुलना में बड़े पैमाने पर पानी की मात्रा बढ़ाना चाहिए।
  • इस प्रकार, छोटे आम ​​जनता के साथ वस्तुएं, लेकिन बड़ी मात्रा के साथ वे हैं जो सतह पर बने रहने के लिए अधिकतर रहते हैं। इस संपत्ति का मतलब है कि खोखले वस्तुओं को फ्लोट करते हैं। एक डोंगी के बारे में सोचो: यह अच्छी तरह से उतार-चढ़ाव करता है क्योंकि यह खोखला है, इसलिए यह बहुत अधिक द्रव्यमान के बिना बहुत अधिक पानी ले जा सकता है। यदि कैनोस ठोस थे, तो वे निश्चित रूप से अच्छी तरह फ्लोट नहीं करेंगे!
  • हमारे उदाहरण में, कार में पानी की तुलना में अधिक द्रव्यमान (0.05 किलोग्राम) है (0.03 किलोग्राम)। यह पुष्टि करता है कि क्या देखा गया है: खिलौने कार डूब
  • टिप्स

    • एक स्केल या बैलेंस का उपयोग करें, जो प्रत्येक रीडिंग के बाद शून्य पर रीसेट कर सकते हैं ताकि आप अधिक सटीक माप प्राप्त कर सकें।

    आप की आवश्यकता होगी चीजें

    • कप या छोटा कप
    • बड़ा कंटेनर या बाल्टी
    • छोटी वस्तु डुबकी (रबर की गेंद की तरह)
    • मापने कप
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