Buoyancy Hesap

Buoyancy'nin Tarihi

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.

Banyo alırken, Archimedes, küvete girdiğinde su seviyesinin gülüldüğünü fark etti. O, yerinden edilmiş su hacminin altmış olan vücudunun parçasına eşit olduğunu fark etti. Bu anlayış ona taç gibi düzensiz nesnelerin hacmini ölçmek için bir yöntem verdi. taç ağırlığının eşit miktarda saf altın değerindeki ağırlığı karşılaştırarak, taç saf altın olup diğer metaller içerseydi belirleyebilirdi.

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.

Buoyancy

Buoyancy, bir akan (liquid veya gaz) tarafından yapılan yüksek kuvvetdir ve bir parça nesnenin ağırlığına karşıdır. Bu kuvvet meydana gelir, çünkü yukarıdaki sıvının ağırlığı nedeniyle bir sıvıda basınç artar, altmış bir nesnenin üst ve alt arasında bir basınç farkı yaratır.

Bir nesnenin deneyimleyebileceği üç devlet vardır:

• Olumlu hata:Buoyant kuvveti nesnenin ağırlığından daha büyük olduğunda, yüz veya yükselmeye neden olur.
• Olumsuz buoyancy:Buoyant kuvveti nesnenin ağırlığından daha az olduğunda, onu batırmasına neden olur.
• Neutral buoyancy:Buoyant kuvveti nesnenin ağırlığına eşit olduğunda, sürekli derinlikte askıya alınmasına neden olur.

Buoyancy Etkileyen Faktörler

Birkaç önemli faktör bir nesnenin hatasını belirler:

1. Yoğunluğu:Bir nesne yüzleri veya lavaboları tespit eden birincil faktör. Akışkanlardan daha düşük olan nesneler yüzecek, daha yüksek arılarla olanlar batacaktır.
2. Cilt:Bir nesnenin hacmi daha büyük, daha akışkanlar ve daha büyük karabacı kuvvet.
3. Şekil:Yoğun malzemeler bile yeterince sıvıyı bozmak için şekillendirip yüzebilir. Bu, çelik gemilerin neden sudan daha yoğun olmasına rağmen yüz yüze olduğunu açıklıyor.
4. Akışkan yoğunluğu:Denser sıvıları (örneğin tuzlu su gibi) submerged nesneler üzerinde daha büyük tomurcuklanmış kuvvetler uyguluyor.

Gerçek Dünya Uygulamaları

Buoyancy ilkeleri birçok teknolojik ve günlük uygulamalarda önemlidir:

• Gemiler ve tekneler:Ağırlıklarından daha büyük bir boğa oluşturmak için yeterince su yer alan boş hulls ile tasarlanmıştır.
• Denizaltılar:En küçük tankları kullanarak buoyancy kontrol edin. Suya binerek, yoğunluklarını ve lavabolarını arttırırlar; sıkıştırılmış hava ile suları terk ederek, yoğunluklarını ve yükselişini azaltırlar.
• Sıcak hava balonları:Sıcak havayı kullanın (bu soğuk havayı çevreleyen daha az yoğundur) atmosferde bebeklik yaratmak için.
• Scuba dalış:Farklı derinliklerde nötr buoyancy elde etmek için buoyancy compensator cihazları (BCDs) kullanıyor, baskı değişiklikleri için ayarlama.
• Balık yüzmek:Balıkların yüzmek mesanelerinde gaz miktarını ayarlayarak tarafsız bir buoyancy sürdürmesine izin verin.
• Hidrometreler:Bu bebeklik prensiplerini sıvıların yoğunluğu veya özel yerçekimini ölçmek için kullanır.

Akışkanların Fiziği

Buoyancy, sıvı fizikteki diğer birkaç prensiple yakından bağlantılıdır:

• Baskı ve derinlik:Akışkan baskı, derinlikle lineer olarak artar, tampon kuvvet üreten baskıyı yaratır.
• Ayrılma:Bir nesne tarafından yerinden edilen sıvı miktarı altlanmış olan nesnenin miktarını eşit tutar.
• Ababa ağırlığı:Bir sıvıda bir nesnenin belirgin ağırlığı, gerçek ağırlığının eksiltilmesine eşittir.
• Stability:Bir sıvıdaki bir nesnenin istikrarı, yerçekimi merkezinin ve buoyancy'nin merkezine bağlıdır (mevcut sıvının kütle merkezi).

Buoyancy, içine giren bir nesne üzerine bir sıvı tarafından uygulanan yukarı kuvvettir. Bu güç, nesne tarafından yerinden edilen sıvının ağırlığına eşit.

Buoyant kuvveti hesaplamak için, bu adımları izleyin:

1. 1
   Submerged nesnenin hacmini ölçmek
2. 2
   Akışkanın yoğunluğunu belirlemek
3. 3
   Akışkan yoğunluğu ve çekim hızları ile çok fazla

Malzemelerin ortak durumları (kg/m3):

• Su: 1000
• Alüminyum: 2700
• Çelik: 7850
• Wood (pine): 500
• Air: 1.225