Paano makalkula ang thrust: 12 Mga Hakbang (na may mga Larawan) - Tip

Nilalaman

Mga Hakbang
Mga tip
Mga kinakailangang materyales

Ang thrust ay ang puwersa na kumikilos sa kabaligtaran ng direksyon sa gravity na nakakaapekto sa lahat ng mga bagay na nalubog sa isang likido. Kapag ang isang bagay ay inilalagay sa isang likido, ang bigat nito ay nagtutulak ng likido (likido o gas), habang ang lakas ng lakas ay itinulak ang bagay na paitaas, kumikilos laban sa grabidad. Sa pangkalahatang mga term, ang puwersa na ito ay maaaring kalkulahin gamit ang equation F_B = V_s × D × g, kung saan F_B ang lakas ng lakas, V_s ay ang lakas ng tunog, ang D ay ang density ng likido kung saan ang bagay ay nalubog at ang g ay ang lakas ng grabidad. Upang malaman kung paano matukoy ang thrust ng bagay, tingnan ang hakbang 1 upang makapagsimula.

Mga Hakbang

Paraan 1 ng 2: Paggamit ng equation ng buoyancy force

Hanapin ang dami ng nakalubog na bahagi ng bagay. Ang lakas ng lakas na kumikilos sa isang bagay ay direktang proporsyonal sa dami ng bagay na nalubog. Sa madaling salita, mas matatag ang bagay, mas malaki ang lakas ng lakas na kumikilos dito. Nangangahulugan ito na kahit na ang mga bagay na lumubog sa isang likido ay may puwersa na nagtutulak sa kanila paitaas. Upang simulan ang pagkalkula ng intensity na ito, ang unang hakbang ay upang matukoy ang dami ng bagay na nalubog. Para sa equation, ang halagang ito ay dapat na nasa metro.
- Para sa mga bagay na ganap na nalubog sa likido, ang lakas ng tunog ng tubig ay pareho sa bagay. Para sa mga lumulutang sa ibabaw ng likido, tanging ang dami sa ibaba ng ibabaw ay isinasaalang-alang.
- Bilang isang halimbawa, sabihin natin na nais nating hanapin ang mapayapang puwersa na kumikilos sa isang goma na bola na lumulutang sa tubig. Kung ang bola ay isang perpektong globo, na may isang diameter ng isang metro, at lumulutang sa kalahati sa tubig, mahahanap natin ang dami ng nalubog na bahagi sa pamamagitan ng paghahanap ng kabuuang dami ng globo at paghati sa dalawa. Dahil ang dami ng globo ay ibinigay ng (4/3) π (radius), alam na magkakaroon tayo ng isang resulta ng (4/3) π (0.5) = 0.524 metro. 0.524 / 2 = 0.262 metro lumubog.
Hanapin ang density ng iyong likido. Ang susunod na hakbang sa proseso ng paghahanap ng lakas ng lakas ay upang tukuyin ang density (sa mga kilo / metro) kung saan ang bagay ay nalubog. Ang kalakal ay isang sukatan ng isang bagay o kamag-anak na timbang ng sangkap sa pamamagitan ng dami. Ibinigay ng dalawang bagay na pantay na dami, ang isa na may pinakamataas na density ay tumitimbang ng pinakamarami. Bilang isang patakaran, mas malaki ang density ng likido, mas malaki ang lakas ng lakas na inilalabas nito. Sa mga likido, sa pangkalahatan ay mas madaling matukoy ang density sa pamamagitan ng pagtingin sa mga sanggunian na materyales.
- Sa aming halimbawa, ang bola ay lumulutang sa tubig. Pagkonsulta sa isang puwersang pang-akademiko, matutuklasan natin na ang kapal ng tubig ay tungkol sa 1000 kilos / metro.
- Ang mga density ng iba pang mga karaniwang likido ay nakalista sa mga mapagkukunan ng engineering. Ang nasabing listahan ay matatagpuan dito.
Hanapin ang lakas ng grabidad (o isa pang pababang lakas). Kung ang bagay ay lumulutang o ganap na lumubog, palaging napapailalim sa puwersa ng grabidad. Sa totoong mundo, ang pare-pareho na puwersa na ito ay katumbas 9.81 Mga Newtons / kg. Gayunpaman, sa mga sitwasyon kung saan ang isa pang puwersa, tulad ng centrifuge, ay kumikilos sa isang likido at ang nakalubog na bagay, dapat ding isaalang-alang upang matukoy ang kabuuang pababang puwersa.
- Sa aming halimbawa, kung nakikipag-usap kami sa isang ordinaryong at nakatigil na sistema, maaari nating isipin na ang tanging puwersa na kumilos ay ang puwersa ng grabidad na nabanggit sa itaas.
- Gayunpaman, paano kung ang aming bola ay lumulutang sa isang balde ng tubig, umiikot nang napakabilis na bilis sa isang pahalang na bilog? Sa kasong ito, sa pag-aakalang ang bucket ay mabilis na umiikot upang matiyak na ang parehong tubig at bola ay hindi mahuhulog, ang pababang puwersa sa sitwasyong ito ay magmula sa puwersa ng sentripugal na nilikha ng paggalaw ng balde, hindi sa pamamagitan ng grabidad ng lupa.
I-Multiply ang dami ng × × density × gravity. Kung mayroon kang mga halaga para sa dami ng iyong bagay (sa mga metro), ang density ng iyong likido (sa pounds / meter) at ang puwersa ng grabidad (o ang pababang puwersa ng iyong system), ang paghahanap ng mapang-akit na puwersa ay madali. I-multiplikate lamang ang tatlong dami na ito upang makahanap ng lakas sa mga newtons.
- Malutas natin ang aming halimbawa sa pamamagitan ng pagpapalit ng aming mga halaga sa equation F_B = V_s × D × g. F_B = 0.262 metro × 1000 kilos / metro × 9.81 newtons / kilo = 2570 Newtons.
Alamin kung ang iyong bagay ay lumulutang sa pamamagitan ng paghahambing nito sa lakas ng grabidad. Gamit ang equation ng buoyancy force, madaling mahanap ang puwersa na nagtutulak sa isang bagay sa labas ng likido kung saan ito nalubog. Gayunpaman, na may kaunti pang trabaho, maaari mo ring matukoy kung ang bagay ay lumulutang o lumubog. Hanapin lamang ang kahanga-hangang puwersa para sa bagay (sa madaling salita, gamitin ang buong dami nito bilang V_s), pagkatapos ay hanapin ang lakas ng gravity na may equation G = (masa ng object) (9.81 metro / segundo). Kung ang lakas ng lakas ay mas malaki kaysa sa grabidad, ang bagay ay lumulutang. Ngunit kung ang puwersa ng grabidad ay mas malaki, lumulubog ito. Kung pareho sila, ang bagay ay sinasabing "neutral".
- Halimbawa, sabihin nating nais nating malaman kung ang isang 20 kilogram na cylindrical na kahoy na bariles na may diameter na 0.75 metro at taas na 1.25 metro, ay lumulutang sa tubig. Nangangailangan ito ng ilang mga hakbang:
  - Malalaman natin ang dami nito kasama ang pormula V = π (radius) (taas). V = π (0.375) (1.25) = 0.55 metro.
  - Pagkatapos nito, sa pag-aakalang ang mga default na halaga para sa gravity at density ng tubig, maaari naming matukoy ang kahanga-hangang puwersa sa bariles. 0.55 metro × 1000 kilos / metro × 9.81 newtons / kilo = 5395.5 Mga Newtons.
  - Ngayon, kailangan nating hanapin ang puwersa ng gravity sa bariles. G = (20 kg) (9.81 metro / segundo) = 196.2 Mga Newtons. Ito ay mas mababa kaysa sa lakas ng tunog, kaya ang bariles ay lumulutang.
Gumamit ng parehong pamamaraan kapag ang iyong likido ay isang gas. Kapag nalutas ang mga problema sa ripo, tandaan na ang likido ay hindi kailangang likido. Ang mga gas ay itinuturing din na likido at, sa kabila ng pagkakaroon ng mas mababang mga density kung ihahambing sa iba pang mga uri ng mga materyales, maaari pa rin nilang suportahan ang bigat ng ilang mga bagay. Ang isang simpleng helium lobo ay patunay nito. Dahil ang gas sa lobo ay hindi gaanong siksik kaysa sa nakapalibot na likido, lumulutang ito!

Paraan 2 ng 2: Ang pagsasagawa ng isang simpleng eksperimento sa tulak

Maglagay ng isang maliit na tasa o mangkok sa isang mas malaking lalagyan. Sa ilang mga gamit sa sambahayan, madaling makita ang mga prinsipyo ng pagiging kasiyahan sa pagkilos! Sa simpleng eksperimento na ito, ipapakita namin na ang isang lumubog na bagay ay nakakaranas ng kasiyahan, dahil inilipat nito ang isang dami ng likido na katumbas ng dami ng nalubog na bagay. Habang ginagawa ito, ipinapakita rin namin kung paano makahanap ng magagandang lakas ng isang eksperimento. Upang magsimula, maglagay ng isang maliit na lalagyan, tulad ng isang mangkok o tasa, sa isang mas malaking lalagyan, tulad ng isang mas malaking mangkok o balde.
Punan ang lalagyan mula sa loob hanggang sa gilid. Pagkatapos, punan ang mas malaking lalagyan ng tubig. Nais mo na ang antas ng tubig ay nasa ibabaw ng gilid, nang walang pagtulo. Mag-ingat ka! Kung nag-spill ka ng tubig, alisan ng laman ang mas malaking lalagyan bago subukang muli.
- Para sa eksperimento na ito, ligtas na ipagpalagay na ang tubig ay may density ng tubig ay may isang karaniwang halaga ng 1000 kilos / metro. Maliban kung gumagamit ka ng tubig sa asin o ibang likido, karamihan sa mga uri ng tubig ay may isang density na malapit sa sanggunian.
- Kung mayroon kang isang dropper, maaari itong maging kapaki-pakinabang upang suriin ang antas ng tubig sa panloob na lalagyan.
Ibagsak ang isang maliit na bagay. Ngayon, maghanap ng isang maliit na bagay na umaangkop sa loob ng panloob na lalagyan at hindi masisira ng tubig. Hanapin ang masa ng bagay na ito sa mga kilo (gumamit ng isang scale para sa ito). Pagkatapos, nang hindi basang basa ang iyong mga daliri, ibabad ang bagay sa tubig hanggang magsimula itong lumutang o hindi mo na ito mahawakan. Dapat mong mapansin ang tubig mula sa panloob na lalagyan na dumura sa panlabas na lalagyan.
- Para sa mga layunin ng aming halimbawa, sabihin natin na naglalagay kami ng isang laruang cart na may masa na 0.05 kg sa loob ng panloob na lalagyan. Hindi namin kailangang malaman ang dami ng kotse upang makalkula ang thrust, tulad ng makikita natin sa susunod.
Kolektahin at sukatin ang tubig na iyong inagas. Kapag nagbagsak ka ng isang bagay sa tubig, nangyayari ang isang pag-aalis ng tubig; kung hindi ito, walang silid para sa kanya na makapasok sa tubig. Kapag itinulak niya ang likido, ang tubig ay nagtutulak pabalik, na nagiging sanhi ng tulak. Kunin ang tubig na iyong inagas at ilagay ito sa isang panukat na tasa. Ang dami ng tubig ay dapat na kapareho ng nakalubog na lakas ng tunog.
- Sa madaling salita, kung ang iyong bagay ay lumulutang, ang dami ng tubig na iyong naagaw ay magiging katumbas ng dami ng bagay na lumubog sa tubig. Kung ang iyong bagay ay lumubog, ang dami ng tubig na natataboy nito ay katumbas ng dami ng buong bagay.
Kalkulahin ang bigat ng bubo na tubig. Dahil alam mo ang density ng tubig at maaaring masukat ang lakas ng tunog na nailig, maaari mong makita ang masa. I-convert lamang ang lakas ng tunog sa mga metro (isang tool sa conversion ng online, tulad nito, ay maaaring maging kapaki-pakinabang) at dumami sa pamamagitan ng density ng tubig (1000 kilos / metro).
- Sa aming halimbawa, sabihin natin na ang aming cart ay nalubog at lumipat ng mga dalawang kutsara (0.00003 metro).Upang mahanap ang masa ng tubig, pinarami namin ito sa pamamagitan ng density nito:: 1000 kilos / metro × 0.00003 metro = 0.03 kilo.
Ihambing ang inilipat na lakas ng tunog sa masa ng bagay. Ngayon alam mo na ang lumubog na masa at ang nailipat na masa, ihambing ang mga ito upang makita kung alin ang mas malaki. Kung ang masa ng bagay na nakalubog sa panloob na lalagyan ay mas malaki kaysa sa inilipat na masa ng tubig, dapat itong lumubog. Ngunit kung ang lumilipas na masa ng tubig ay mas malaki kaysa sa, dapat lumutang ang bagay. Ito ang prinsipyo ng kahinahunan; para sa isang bagay na lumulutang, kailangan nitong papalagin ang isang masa ng tubig na mas malaki kaysa sa bagay na iyon.
- Gayunpaman, ang mga bagay na may mas mababang masa ngunit mas malaking dami ay ang mga bagay na pinaka-lumulutang. Ang pag-aari na ito ay nangangahulugan na ang mga guwang na bagay ay lumutang. Mag-isip ng isang kano; lumulutang ito dahil ito ay guwang, kaya maaari itong gumalaw ng maraming tubig, nang hindi kinakailangang magkaroon ng isang malaking masa. Kung ang mga bangka ay solid, hindi sila malutang nang maayos.
- Sa aming halimbawa, ang kotse ay may masa na 0.05 kg, mas malaki kaysa sa inilipat na tubig, 0.03 kg. Kinukumpirma nito ang aming resulta: lumubog ang kotse.