Buoyancy कैलकुलेटर

एक तरल पदार्थ में डूबे हुए वस्तु पर अभिनय करने वाले buoyant बल की गणना करें।

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तरल पदार्थ के घनत्व (पानी के लिए 1000 किलो / एम 3) दर्ज करें

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व्यापक गाइड

Buoyancy: Archimedes सिद्धांत और अनुप्रयोग

बौद्ध धर्म का इतिहास

The concept of buoyancy was discovered by the Greek mathematician and physicist Archimedes (287-212 BCE) in one of history's most famous "eureka" moments. According to the legend, King Hiero II of Syracuse had commissioned a goldsmith to make a crown of pure gold. Suspecting that the goldsmith had substituted some silver for gold, the king asked Archimedes to determine if the crown was pure gold without damaging it.

स्नान करते समय, आर्किमिडीज ने देखा कि जब वह टब में प्रवेश करता है तो पानी का स्तर बढ़ जाता है। उन्होंने महसूस किया कि जल विस्थापित की मात्रा उनके शरीर के हिस्से की मात्रा के बराबर थी जो डूब गया था। इस अंतर्दृष्टि ने उन्हें मुकुट जैसी अनियमित वस्तुओं की मात्रा को मापने के लिए एक विधि दी। शुद्ध सोने की बराबर मात्रा के वजन के लिए ताज के वजन की तुलना करके, वह यह निर्धारित कर सकता है कि ताज शुद्ध सोने था या अन्य धातुओं में निहित है।

So excited was Archimedes by this discovery that he reportedly ran naked through the streets of Syracuse shouting "Eureka!" (I have found it!). The crown was indeed found to displace more water than an equal weight of pure gold, proving it was not made of pure gold.

आर्किमिडीज सिद्धांत:

किसी भी वस्तु, पूरी तरह से या आंशिक रूप से तरल पदार्थ में डूब जाता है, वस्तु द्वारा विस्थापित तरल पदार्थ के वजन के बराबर एक बल द्वारा buoyed है।

बुओयेंसी को समझना

Buoyancy ऊपर की ओर एक तरल पदार्थ (तरल या गैस) है जो एक immersed वस्तु के वजन का विरोध करता है। यह बल होता है क्योंकि ऊपर तरल पदार्थ के वजन के कारण द्रव में दबाव गहराई के साथ बढ़ता है, जिससे एक डूबे हुए वस्तु के ऊपर और नीचे दबाव अंतर होता है।

तीन राज्यों में उछाल है कि एक वस्तु का अनुभव हो सकता है:

  • सकारात्मक उछाल:जब buoyant बल वस्तु के वजन से अधिक होता है, जिससे यह तैरने या बढ़ने का कारण बनता है।
  • नकारात्मक उछाल:जब buoyant बल वस्तु के वजन से कम होता है, जिससे यह डूब जाता है।
  • तटस्थ उछाल:जब buoyant बल वस्तु के वजन के बराबर होता है, जिसके कारण यह निरंतर गहराई पर निलंबित रहता है।

Buoyancy को प्रभावित करने वाले कारक

कई प्रमुख कारक ऑब्जेक्ट की उछाल को निर्धारित करते हैं:

  1. घनत्व:प्राथमिक कारक यह निर्धारित करता है कि कोई वस्तु तैरती है या डूबती है। द्रव से कम घनत्व वाले वस्तुएं तैरती हैं, जबकि उच्च घनत्व वाले लोग डूब जाएंगे।
  2. मात्रा:किसी वस्तु की मात्रा जितनी अधिक होती है, उतनी अधिक तरल पदार्थ जो इसे विस्थापित करता है और उतनी अधिक buoyant बल होता है।
  3. आकार:यहां तक कि घने पदार्थ पर्याप्त तरल पदार्थ को विस्थापित करने के लिए आकार में तैर सकते हैं। यह बताता है कि स्टील के जहाज पानी की तुलना में घने होने के बावजूद क्यों तैरते हैं।
  4. द्रव घनत्व:डेन्सर तरल पदार्थ (जैसे मीठे पानी की तुलना में खारे पानी) डूबे हुए वस्तुओं पर अधिक से अधिक buoyant बलों का प्रयोग करते हैं।

रियल वर्ल्ड एप्लीकेशन

कई तकनीकी और रोजमर्रा के अनुप्रयोगों में Buoyancy सिद्धांत आवश्यक हैं:

  • जहाज और नाव:खोखले hulls के साथ बनाया गया है जो पर्याप्त पानी को अपने वजन से अधिक मात्रा में बनाने के लिए विस्थापित करता है।
  • पनडुब्बी:बैलास्ट टैंक का उपयोग करके अपनी उछाल को नियंत्रित करें। पानी में लेने से, वे अपने घनत्व और सिंक को बढ़ाते हैं; संपीड़ित हवा के साथ पानी को निष्कासित करके, वे अपने घनत्व और वृद्धि को कम करते हैं।
  • गर्म हवा गुब्बारे:वातावरण में उछाल पैदा करने के लिए गर्म हवा (जो आसपास के ठंडी हवा से कम घने है) का उपयोग करें।
  • स्कूबा डाइविंग:डायवर्स अलग-अलग गहराई पर तटस्थ उछाल हासिल करने के लिए buoyancy compensator उपकरणों (बीसीडी) का उपयोग करते हैं, जो दबाव परिवर्तन के लिए समायोजन करते हैं।
  • मछली तैरना मूत्राशय:मछली को अपने तैराकों में गैस की मात्रा को समायोजित करके तटस्थ उछाल को बनाए रखने की अनुमति देता है।
  • हाइड्रोमीटर:उपकरण जो तरल पदार्थ के घनत्व या विशिष्ट गुरुत्व को मापने के लिए buoyancy सिद्धांतों का उपयोग करते हैं।

द्रव भौतिकी

Buoyancy वास्तव में तरल भौतिकी में कई अन्य सिद्धांतों से जुड़ा हुआ है:

  • दबाव और गहराई:द्रव दबाव गहराई के साथ रैखिक रूप से बढ़ता है, दबाव ढाल बनाता है जो buoyant बल उत्पन्न करता है।
  • विस्थापन:किसी वस्तु द्वारा विस्थापित द्रव की मात्रा उस वस्तु के हिस्से की मात्रा के बराबर होती है जो डूबी हुई है।
  • स्पष्ट वजन:एक तरल पदार्थ में एक वस्तु का स्पष्ट वजन इसके वास्तविक वजन के बराबर होता है।
  • स्थिरता:एक तरल पदार्थ में एक वस्तु की स्थिरता गुरुत्वाकर्षण के अपने केंद्र की सापेक्ष स्थिति और buoyancy (विस्थापित तरल पदार्थ के द्रव्यमान का केंद्र) पर निर्भर करती है।
अवधारणा

Buoyancy सूत्र

Buoyancy ऊपर की ओर बल है जो उस में डूबे हुए वस्तु पर एक तरल पदार्थ द्वारा लगाया जाता है। यह बल वस्तु द्वारा विस्थापित द्रव के वजन के बराबर है।

सूत्र:
Fb = ρ × V × g

कहां:

  • Fb = Buoyant बल (N)
  • ρ = द्रव घनत्व (kg / m3)
  • V = विस्थापित तरल पदार्थ की मात्रा (m3)
  • जी = गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण (9.81 m/s2)
चरण

कैसे गणना करें

इन चरणों का पालन करें:

  1. 1
    डूबे हुए ऑब्जेक्ट की मात्रा को मापें
  2. 2
    तरल पदार्थ के घनत्व को निर्धारित करना
  3. 3
    तरल घनत्व और गुरुत्वाकर्षण त्वरण द्वारा मात्रा को गुणा करें
उन्नत

सामान्य घनत्व

सामग्री की सामान्य घनत्व (किलो / m3):

  • पानी: 1000
  • एल्यूमिनियम: 2700
  • स्टील: 7850
  • लकड़ी: 500
  • वायु: 1.225
ध्यान दें:

घनत्व तापमान और दबाव के साथ भिन्न हो सकता है। दिए गए मान मानक तापमान और दबाव (एसटीपी) पर हैं।

उदाहरण

व्यावहारिक उदाहरण

उदाहरण 1लकड़ी का ब्लॉक

एक लकड़ी के ब्लॉक (0.1 m3) पर buoyant बल की गणना पानी में तैरना।

V = 0.1 m³

= 1000 किग्रा/m3

g = 9.81 m/s²

FB = 1000 × 0.1 × 9.81 = 981 N

उदाहरण 2स्टील बॉल

एक इस्पात गेंद (0.001 m3) पर buoyant बल की गणना पानी में डूब गया।

V = 0.001 m³

= 1000 किग्रा/m3

g = 9.81 m/s²

Fb = 1000 × 0.001 × 9.81 = 9.81 N

उपकरण

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