هوپا، انجمن علم ایران

باسلام
قرمول ارشمیدس برای سیالات مایع هست (سیال تراکم ناپذیر) که جرم حجمی مستقل از فشار و دمای سیال هست. برای این سیال می توان قشار سیال را متناسب با ارتفاع گرفت و به فرمول بالا رسید.
برای گازها (سیال تراکم پذیر) موضوع کلا متفاوت هست. جرم حجمی تابعی از فشار و دما هست و فشار نیز تابعی از ارتقاع. برای ارتفاع های کم (مثلا 10 متر) هم اصلا فشار تغییر قابل ملاحظه ایی ندارد.
****************************
در خصوص کشتی ها هم هوا ؛ هم به قسمت داخلی و هم به قسمت بیرونی نیرو وارد می کند که اینها اثر هم رو خنثی می کنن و تغییری در نیروی عمودی وارد بر کشتی نمی کند. (درست مثل حالتی که کشتی سوراخ باشد و کل داخل کشتی رو آب بگیره - آب هم از داخل هم از بیرون به کشتی نیرو وارد کنه)

*************************
جمع بندی : فشار هوا تاثیر عمده ایی در فرو رفتن کشتی ندارد.

البته نظر شخصی بنده اینه که جو باعث کمتر فرو رفتن کشتی درون آب میشه زیرا هر سیالی وزن جسمی که درونش هست رو کمتر میکنه(حالا درحدی ناچیز)، حتی اگه تراکم پذیر باشه حالا تا نظر بقیه دوستان رو بشنویم؛ البته اگه لطف کنن و نظر بدن؛

======================================
اما آقای مفتاح پور اینکه میگید

جمع بندی : فشار هوا تاثیر عمده ایی در فرو رفتن کشتی ندارد

یعنی تأثیر جزیی دارد؟؟؟؟؟خب شما میگید که نیروهای هوای وارد بر کشتی همدیگه رو خنثی میکنند؟؟؟!!!

سوال شما واقعا نسبیه. یعنی نمی دونم. نسبت به چه مرجعی بهش جواب بدم
پس سناریو های گونه گون رو مطرح می کنم

هوا سیال است و وزن ما را کم می کند
هوا باعث فشردگی و افزایش چگالی آب میشود(درسته مولفه عمودی هوا بر کشتی خنثی نمیشه اما هوا غیر مستقیم بر کشتی از طریق آب اعمال نیرو می کند)
هوا بر کشتی نیرو وارد می کند
.
.
.

مورد اول رو که به نظر من درست جواب دادید؛
مورد دوم که امکان نداره چون آب سیال تراکم ناپذیره؛
پس میمونه اینکه کلاً هوا نیروی عمودی بر کشتی وارد میکند یا خیر؟

sunrise نوشته شده:مورد اول رو که به نظر من درست جواب دادید؛
مورد دوم که امکان نداره چون آب سیال تراکم ناپذیره؛
پس میمونه اینکه کلاً هوا نیروی عمودی بر کشتی وارد میکند یا خیر؟

گفتنش راحته اما آب در اعماق زیاد فشرده میشه

منظور من این نیست که این عدد قابل توجهه. فقط خواستم بدونید
عین اصطکاک ازش صرف نظر میشه

لازمه بگم که برآیند نیروی وارد شده بر کشتی توسط سیالیت و کاهش وزن کشتی و همچنین اثر فشرده کننده ی هوا بر آب خنثی میشه
این موضوع خیلی مهمه
و بهتره به جهت برآیند بپردازیم آیا کامل خنثی شد؟

1- پس اگر در نزدیکی زمین مثلا تا ارتفاع دو متری زمین چگالی هوا رو ثابت فرض کنیم؛

وزن شخصی بر روی زمین در ارتفاع هم سطح با دریا با وزن 588 نیوتون و چگالی حدوداً 1050kg/m):


_در شرایط خلأ چقدر است؟ ( g=10m/s) (چگالی هوا در سطح دریا:(1220kg/m)

_در میان آب چقدر است؟(چگالی آب:1000kg/m)
=====================================

2- وزن یک وزنه ی آهنی به جرم 250 کیلوگرم، زمانی که در میان آب هست چقدر است؟ چگالی آهن:حدوداً ( 8000kg/m)

باسلام

سلام؛

بله، جوابتون درسته؛ البته منظور بنده این بود که چگالی هوا تا دو متر رو ثابت بگیریم و از راه قانون ارشمیدس برویم، ولی در واقع فرمول مورد استفاده ی شما جواب دقیق تر و صحیح تری میده؛ چون در واقعیت چگالی سیالات ثابت نیست!!!

جالبه در قانون ارشمیدس ضریب تراکم پذیری و ارتفاع در نظر گرفته نشده؛ بخاطر همینم در اعماق سیالات اصلاً دقیق نیست.

====================================

جمع بندی:

_ پس نتیجه این شد که اگر یک شخص 60 کیلوگرمی درشرایط خلأ روی یک ترازو برود،ترازوعدد 59.93 کیلوگرم رونشون میده؛

_ اگر این شخص در زیر آب روی این ترازو برود، ترازو عدد 2.9 کیلوگرم رو نشون میده؛

_و اگر یک وزنه ی آهنی 250 کیلوگرمی درون آب روی این ترازو قرار بگیرد، ترازو عدد 219 کیلوگرم(2140N) را نشان خواهد داد!!!



ممنون از تذکرتون، کلاً حواسم پرت بود ، ویرایش شد.

باسلام
در مورد جرم آهن باید بگم، جرم ثابت هست و فقط بخاطر نیرویی که از طرف آب به اون وارد ميشه وزن ظاهریش متفاوت هست. یعنی اگه توی خلا به اندازه 2500 نیوتن نیرو لازمه که جسم در حال تعادل باشد در آب 2140 نیوتن لازم هست.
وگرنه جرم جسم تغییر نمیکنه و همه جا جرمش 250 کیلوگرمه. اگه به جسم توی آب نیرویی در راستای افقی 250 نیوتن وارد کنیم شتاب افقیش ميشه 1 متر در مجذور ثانیه.
نیرویی که از طرف سیال به جسم وارد می شود، به شکل جسم بستگی دارد نه به جرم اون. مثلا اگر یک مکعب آلومینیومی و آهنی (با حجم یک متر مکعب) در آب باشند، از وزن هر دو به یک اندازه کم ميشه.

mmeftahpour نوشته شده:باسلام
در مورد جرم آهن باید بگم، جرم ثابت هست و فقط بخاطر نیرویی که از طرف آب به اون وارد ميشه وزن ظاهریش متفاوت هست. یعنی اگه توی خلا به اندازه 2500 نیوتن نیرو لازمه که جسم در حال تعادل باشد در آب 2140 نیوتن لازم هست.
وگرنه جرم جسم تغییر نمیکنه و همه جا جرمش 250 کیلوگرمه. اگه به جسم توی آب نیرویی در راستای افقی 250 نیوتن وارد کنیم شتاب افقیش ميشه 1 متر در مجذور ثانیه.
نیرویی که از طرف سیال به جسم وارد می شود، به شکل جسم بستگی دارد نه به جرم اون. مثلا اگر یک مکعب آلومینیومی و آهنی (با حجم یک متر مکعب) در آب باشند، از وزن هر دو به یک اندازه کم ميشه.

mmeftahpour نوشته شده:باسلام
در مورد جرم آهن باید بگم، جرم ثابت هست و فقط بخاطر نیرویی که از طرف آب به اون وارد ميشه وزن ظاهریش متفاوت هست. یعنی اگه توی خلا به اندازه 2500 نیوتن نیرو لازمه که جسم در حال تعادل باشد در آب 2140 نیوتن لازم هست.
وگرنه جرم جسم تغییر نمیکنه و همه جا جرمش 250 کیلوگرمه. اگه به جسم توی آب نیرویی در راستای افقی 250 نیوتن وارد کنیم شتاب افقیش ميشه 1 متر در مجذور ثانیه.
نیرویی که از طرف سیال به جسم وارد می شود، به شکل جسم بستگی دارد نه به جرم اون. مثلا اگر یک مکعب آلومینیومی و آهنی (با حجم یک متر مکعب) در آب باشند، از وزن هر دو به یک اندازه کم ميشه.

سلام بر شما؛

البته نیروی شناوری(ارشمیدس) بستگی به جرم یا شکل ندارد،بلکه بستگی به حجم جسم داره و من هم فرض رو بر این گذاشتم که این وزنه آهنی توپر وبدون ناخالصی باشه؛شما نیز در جوابتون به مسئله فرض رو بر این گرفتید، که در نتیجش بدست میاد به این وزنه نیروی 2140 نیوتون وارد میشه.

در مورد جرم، منم میدونم که جرم فارق از وزنه و همیشه ثابته؛
اما اگه منظور شما اینه که چرا ظاهراٌ وزن رو به کیلوگرم نوشتم خب بخاطر اینه که ترازوها وزن رو به کیلوگرم نشون میدن و حتی بعضاً عبارت kg رو سمت راست صفحه نمایش میبینیم،پس نمیشه گفت که عددی که یک ترازوی عادی رو صفحه نمایشش نشون میده، برحسب (در واحد) نیوتونه!!!..

پس اگر هم اشتباهی رخ داده واحدیست که برای ترازو به کار میره و در ضمن تعداد کثیری از هوپاییهای عزیزوعلاقه مند به دانستن جواب مسئله، دانش آموزانی اند که هنوز بحث نیرو و واحد اون رو نخوندن در نتیجه بحث ترازو را به میان آوردم وگرنه اگه این اعداد رو در 9.8 ضرب کنیم براحتی وزن که بر حسب نیوتونه بدست میاد.

باسلام

البته نیروی شناوری(ارشمیدس) بستگی به جرم یا شکل ندارد،بلکه بستگی به حجم جسم داره

نیرو شناوری یک نیروی واحد نیست بلکه برآیند نیروهای گسنرده ایی است که به سطح مجاور با سیال و از طرف سیال وارد می شود.
این بردار سه مشخصه دارد: اندازه - راستا و محل اعمال
در مورد اندازه : فرمایش شما صحیح است و با معلوم بودن حجم آب جابجا شده ، اندازه نیروی شناوری بدست میاد.
چهتش هم رو به بالا ست.
اما محل اعمال نیرو به شکل جسم بستگی داره. اینکه ما قایق رو چقدر می تونیم کج کنیم تا واژگون بشه.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

شاخصی هم که ترازو اصولا باید نشون بده جرم هست و چون وزن و جرم با هم متناسبن ، وزن رو اندازه می گیرن ولی با تبدیل ؛ جرم رو بیان می کنند. وگرنه واحد وزن نیوتن و یا کیلوگرم نیرو ست.

خارج موضوع) درست مثل تمام سنسورها که یه چیزی رو اندازه می گیرن ولی یه چیز دیگه رو گزارش می کنن. مثلا تو دماسنج الکلی ، تغییر طول رو اندازه می گیرن ولی تغییر دما رو گزارش می کنن. حتی ممکنه زنجیره ایی از این کمیتها باشه: به عنوان مثال ترازوی دیجیتال ؛ جرم با وزن متناسب هست - وزن متناسب با تغییر طول سنسور - تغییر طول متناسب با تغییر مقاومت الکتریکی و تغییر مقاومت الکتریکی متناسب با افت ولتاژ
با اندازه گیری افت ولتاژ، مقدار جرم گزارش میشه.

mmeftahpour نوشته شده:باسلام

البته نیروی شناوری(ارشمیدس) بستگی به جرم یا شکل ندارد،بلکه بستگی به حجم جسم داره

نیرو شناوری یک نیروی واحد نیست بلکه برآیند نیروهای گسنرده ایی است که به سطح مجاور با سیال و از طرف سیال وارد می شود.
این بردار سه مشخصه دارد: اندازه - راستا و محل اعمال
در مورد اندازه : فرمایش شما صحیح است و با معلوم بودن حجم آب جابجا شده ، اندازه نیروی شناوری بدست میاد.
چهتش هم رو به بالا ست.
اما محل اعمال نیرو به شکل جسم بستگی داره. اینکه ما قایق رو چقدر می تونیم کج کنیم تا واژگون بشه.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

شاخصی هم که ترازو اصولا باید نشون بده جرم هست و چون وزن و جرم با هم متناسبن ، وزن رو اندازه می گیرن ولی با تبدیل ؛ جرم رو بیان می کنند. وگرنه واحد وزن نیوتن و یا کیلوگرم نیرو ست.

خارج موضوع) درست مثل تمام سنسورها که یه چیزی رو اندازه می گیرن ولی یه چیز دیگه رو گزارش می کنن. مثلا تو دماسنج الکلی ، تغییر طول رو اندازه می گیرن ولی تغییر دما رو گزارش می کنن. حتی ممکنه زنجیره ایی از این کمیتها باشه: به عنوان مثال ترازوی دیجیتال ؛ جرم با وزن متناسب هست - وزن متناسب با تغییر طول سنسور - تغییر طول متناسب با تغییر مقاومت الکتریکی و تغییر مقاومت الکتریکی متناسب با افت ولتاژ
با اندازه گیری افت ولتاژ، مقدار جرم گزارش میشه.

سلام

بله، در مورد ترازوها، منم مثل نظر قبلیم عقیده دارم که در زیرآب ترازوها اشتباه میکنن ودراصلش من فقط عبارتی که روی صفحه نمایش ترازو نمایش داده میشه( 2.9kg) رو بطور صحیحش تلفظ کردم؛وگرنه قبلش هم گفتم که وزن واقعی عدد رو ترازو ضربدر 9.8 است.

ولی درمورد نیروی شناوری همونطور که شما اینجا اشاره کردید:

نیرویی که از طرف سیال به جسم وارد می شود، به شکل جسم بستگی دارد نه به جرم اون. مثلا اگر یک مکعب آلومینیومی و آهنی (با حجم یک متر مکعب) در آب باشند، از وزن هر دو به یک اندازه کم ميشه.

بحث بر سر اجسام با چگالی بیشتر از آب بود و منظورم این اجسام بود که فارغ از شکل، نیروی شناوری به حجمشون بستگی داره ولی در مورد اجسام شناور روی آب درسته و بستگی به شکل هم داره.