چگونه نیروی شناوری در مخلوطی از سیالات همچنان به سمت بالا است؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami رهام حسامی

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1651

سپاس: 3161

جنسیت:

تماس:

چگونه نیروی شناوری در مخلوطی از سیالات همچنان به سمت بالا است؟

پست توسط rohamjpl »

برای اجسام 1 و 2، نیروی شناور روغن همچنان به سمت بالا است؟ آیا فشار ناشی از روغن نباید آن را پایین بیاورد؟
بله حق با شماست. روغن فقط روی 1 و 2 فشار می آورد. از آنجایی که فقط بالای آن ها در روغن است، به سمت پایین فشار می دهد (کناره ها خنثی می شوند). روغن نمی تواند نیروی رو به بالا ایجاد کند زیرا روغنی در زیر اجسام وجود ندارد.
با فرض اینکه بلوک ها در آن نمودار در حالت سکون هستند، باید نیروی رو به پایین روغن و وزن اجسام توسط نیروی رو به بالا که توسط آب اعمال می شود، خنثی شود. به عنوان مثال، اثر خالص نیروی رو به بالا از آب و نیروی رو به پایین از روغن نیروی شناوری به سمت بالا است که از نظر بزرگی برابر با وزن جسم است.تصویر
با این حال، این واقعیت که روغن بر روی بلوک ها فشار می آورد به این معنی نیست که کل نیروی شناوری توسط روغن کاهش می یابد. روغن همچنین به آب فشار می آورد و سپس به پایین اجسام فشار می آورد. از نظر کمی، اگر جسمی به ارتفاع H و سطح مقطع A داشته باشیم که سطح بالایی آن با فاصله hT از بالای روغن باشد، و اگر سطح مشترک آب و روغن در فاصله hw از بالای روغن باشد، نیروی رو به پایین روغن دارای قدر است
$f_\text{oil}=\rho_\text{oil}gh_TA$
و نیروی رو به بالا از آب (که باعث فشار ناشی از روغن بالای آن می شود) دارای بزرگی است.
$f_\text{water}=(\rho_\text{oil}gh_w+\rho_\text{water}g(h_T+H-h_w))A$
این یک نیروی شناور خالص می دهد
$f_\text{water}-f_\text{oil}=(\rho_\text{water}g(h_T+H-h_w)+\rho_\text{oil}g(h_w-h_T))A$
یا اگر ارتفاع جسم را در نفت و در آب به ترتیب خاک$s_\text{oil}=h_w-h_T$ و $s_\text{water}=h_T+H-h_w$ تعریف کنیم، به دست می‌آید.
$f_\text{water}-f_\text{oil}=(\rho_\text{water}gs_\text{water}+\rho_\text{oil}gs_\text{oil})A$
توجه داشته باشید که این دو عبارت در واقع وزن آب و روغن جابجا شده است.
$f_\text{water}-f_\text{oil}=w_\text{water}+w_\text{oil}$
اما این بدان معنا نیست که روغن مستقیماً روی اجسام به سمت بالا فشار می آورد.
مجموع نیروی شناوری روی جسم (1) و (2) برابر با وزن مایع جابجا شده (در این حالت وزن کل روغن و آب جابجا شده) است و به سمت بالا هدایت می شود. اگر نیروی شناوری حاصل از روغن به تنهایی به سمت پایین هدایت شود، نیروی شناور کل خالص روی اجسام (1) و (2) وزن آب جابجا شده منهای وزن روغن جابجا شده خواهد بود که صحیح نیست.
لایه روغن بر روی هر جسم فشار رو به پایین وارد می کند، اما فشار بیشتری نیز بر روی آب وارد می کند که آب به عنوان نیرویی رو به بالا به جسم منتقل می کند. بنابراین نیروی شناوری خالص روی هر جسم ناشی از لایه روغن به سمت بالا است.
در واقع، جسم (4) در وضعیت مشابهی قرار دارد - در حد فاصل بین روغن و هوا است، بنابراین دو جزء برای نیروی شناوری وجود دارد که بر روی آن اثر می‌گذارد - یکی از روغن جابجا شده و دیگری (بسیار کوچکتر) از هوای جابجا شده هر دو جزء در جهت رو به بالا عمل می کنند..hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
تصویر

ارسال پست