fiz8-3.3· Bölmə 3 Təzyiq· ~13 dəq

Arximed qüvvəsi

Arximed qüvvəsi $F_A = \rho_m g V_b$ (mayelərdə) və $F_A = \rho_q g V_c$ (qazlarda), üzmə və qalxma hallarının izahı.

Arximed qüvvəsi mayeyə və ya qaza qismən yaxud tam batırılmış cismə həmin mühit tərəfindən göstərilən yuxarı yönəlmiş itələmə qüvvəsidir. Mayelərdə bu qüvvə $F_A = \rho_m g V_b$ düsturu ilə hesablanır: burada $\rho_m$ mayenin sıxlığı, $V_b$ cismin mayeyə batan hissəsinin həcmi, $g$ isə sərbəstdüşmə təcilidir. Qazlar da cisimlərə oxşar şəkildə təsir edir və bu zaman $F_A = \rho_q g V_c$ düsturundan istifadə olunur, burada $\rho_q$ qazın sıxlığı, $V_c$ isə cismin həcmidir. Adətən hava tərəfindən yaranan arximed qüvvəsi ağırlıq qüvvəsi ilə müqayisədə çox kiçik olduğundan nəzərə alınmır, lakin hava şarı kimi böyük həcmli cisimlərdə bu qüvvə ağırlıq qüvvəsindən böyük ola bilər və cismi yuxarı qaldırır. Ağırlıq qüvvəsi ilə arximed qüvvəsinin müqayisəsi cismin davranışını izah edir: nəhəng hava şarında arximed qüvvəsi ağırlıq qüvvəsindən böyük olduğu üçün şar havaya qalxır, aysberqdə isə bu iki qüvvənin qiymətləri bərabərləşir. Cisim suya nə qədər çox batarsa, ona təsir edən itələmə qüvvəsi bir o qədər artar.

📌Nümunə

Məsələn: sıxlığı $0.9\ \text{q/sm}^3$ olan aysberq $1.03\ \text{q/sm}^3$ sıxlıqlı okean suyunda üzərkən, ağırlıq və arximed qüvvələrinin bərabərliyindən onun həcminin təqribən $87\%$ -nin su altında qaldığı hesablanır.

Əsas terminlər

Arximed qüvvəsi — Mayeyə və ya qaza qismən yaxud tam batırılmış cismə həmin mühit tərəfindən göstərilən yuxarı yönəlmiş itələmə qüvvəsi.

Mayelərdə arximed qüvvəsi —

F_A=\rho_m g V_b

;

\rho_m

mayenin sıxlığı,

V_b

cismin mayeyə batan hissəsinin həcmi,

g

sərbəstdüşmə təcilidir.

Qazlarda arximed qüvvəsi —

F_A=\rho_q g V_c

;

\rho_q

qazın sıxlığı,

V_c

cismin həcmidir.

Hava tərəfindən yaranan arximed qüvvəsi — Adətən ağırlıq qüvvəsi ilə müqayisədə çox kiçik olduğundan nəzərə alınmır, lakin hava şarı kimi böyük həcmli cisimlərdə ağırlıq qüvvəsindən böyük ola bilər.

Batan hissənin həcmindən asılılıq — Cismə təsir edən arximed qüvvəsi mayenin sıxlığı və cismin batan hissəsinin həcmi ilə düz mütənasibdir — cisim batdıqca bu qüvvə artır.

Ağırlıq qüvvəsi ↔ arximed qüvvəsi müqayisəsi — Cismin davranışı bu iki qüvvənin müqayisəsindən asılıdır: hava şarında arximed qüvvəsi böyük olduğundan şar qalxır, aysberqdə isə bu iki qüvvə bərabərləşir.

Arximed qüvvəsi mayedə ↔ qazda

Mühit	Düstur	Simvolların mənası
Maye	$F_A=\rho_m g V_b$	$\rho_m$ — mayenin sıxlığı, $V_b$ — batan hissənin həcmi
Qaz	$F_A=\rho_q g V_c$	$\rho_q$ — qazın sıxlığı, $V_c$ — cismin həcmi

Hər iki düsturda ortaq amil sərbəstdüşmə təcili $g$ -dir.

Ağırlıq qüvvəsi ↔ arximed qüvvəsi

Cisim	Nəticə
Hava şarı	Arximed qüvvəsi ağırlıq qüvvəsindən böyükdür, şar yuxarı qalxır
Aysberq	Arximed qüvvəsi ağırlıq qüvvəsinə bərabərdir, aysberq üzür
Kiçik metal cisim havada	Arximed qüvvəsi ağırlıq qüvvəsi ilə müqayisədə çox kiçikdir, nəzərə alınmır

Cismin davranışı ağırlıq qüvvəsi ilə arximed qüvvəsinin nisbətindən asılıdır.

✎Dinamometr göstəricilərindən arximed qüvvəsini tap

1Fərqi müəyyən et: Havada göstərici $5\ \text{N}$ , suya yarıya qədər batırıldıqda $3\ \text{N}$ olur.
2Arximed qüvvəsini hesabla: $F_A=5\ \text{N}-3\ \text{N}=2\ \text{N}$ .

✎Okean suyunda cismə təsir edən arximed qüvvəsini hesabla

1Sıxlığı SI vahidinə çevir: $1.03\ \text{q/sm}^3=1030\ \text{kq/m}^3$ .
2Düsturu tətbiq et: $F_A=\rho_m g V_b=1030\cdot 10\cdot 0.008=82.4\ \text{N}$ .

🚫Tez-tez səhv

Arximed qüvvəsi cismin sıxlığından yox, mayenin (və ya qazın) sıxlığından və batan hissənin həcmindən asılıdır.

🚫Tez-tez səhv

Hava tərəfindən yaranan arximed qüvvəsi həmişə əhəmiyyətsiz deyil — hava şarı kimi böyük həcmli cisimlərdə ağırlıq qüvvəsindən böyük ola bilər.

⚠️Diqqət

Sıxlığı $\text{q/sm}^3$ ilə verilmiş kəmiyyəti düsturda istifadə etməzdən əvvəl $\text{kq/m}^3$ -ə çevir.

💡Qeyd

Dinamometrin havada və suda göstərdiyi qiymətlərin fərqi birbaşa arximed qüvvəsini verir.

Qaydalar

1Mayeyə qismən və ya tam batırılmış cismə maye tərəfindən yuxarı yönəlmiş itələmə (arximed) qüvvəsi təsir edir.
2Mayelərdə arximed qüvvəsi $F_A = \rho_m g V_b$ düsturu ilə hesablanır: $\rho_m$ — mayenin sıxlığı, $V_b$ — cismin batan hissəsinin həcmi, $g$ — sərbəstdüşmə təcili.
3Qazlar tərəfindən cisimlərə təsir edən arximed qüvvəsi $F_A = \rho_q g V_c$ düsturu ilə hesablanır: $\rho_q$ — qazın sıxlığı, $V_c$ — cismin həcmi.
4Adətən hava tərəfindən yaranan arximed qüvvəsi ağırlıq qüvvəsi ilə müqayisədə çox kiçik olduğu üçün nəzərə alınmır.
5Böyük həcmli cisimlərdə (məsələn, hava şarında) arximed qüvvəsi ağırlıq qüvvəsindən böyük olduqda cisim yuxarı qalxır.
6Cismə təsir edən arximed qüvvəsi mayenin sıxlığı və cismin batan hissəsinin həcmi ilə düz mütənasibdir — cisim batdıqca bu qüvvə artır.

Məşq

5 asan · 5 orta · 5 çətin

Hər testdə təsadüfi 10-dək sual seçilir

Asan Orta Çətin Qarışıq