Давстай усанд хөвөх чадвар, усанд шумбах цэнгэг ус

2024 Зохиолч: Cyrus Reynolds | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-02-08 21:21

Аливаа зүйл давстай усанд цэнгэг устай харьцуулахад илүү хөвөх чадвартай байдаг, гэхдээ яагаад? Биеийн хөвөх чадварыг хоёр хүчээр тодорхойлно:

Доошоо чиглэсэн хүч: объектын жинтэй тэнцүү
Дээш чиглэсэн хүч: биетийн нүүлгэн шилжүүлж буй усны жинтэй тэнцүү (үүнийг Архимедийн зарчим гэж нэрлэдэг)

Дээш доошоо чиглэсэн хүчнүүд бие биенийхээ эсрэг ажилладаг. Эдгээр хүчний үр дүнд объект нь усанд хөвж, живэх эсвэл дүүжин хэвээр үлдэнэ. Объектийн хөвөх чадварыг гурван аргын аль нэгээр тодорхойлж болно:

Сөрөг хөвөх чадвар: Биеийн жин нь түүний шилжүүлж буй усны жингээс их байна. Объект живэх болно.
Эерэг хөвөх чадвартай: Биеийн жин нь түүний шилжүүлж буй усны жингээс бага байна. Объект хөвөх болно.
Төвийг сахисан хөвөх: Биеийн жин нь түүний нүүлгэн шилжүүлж буй усны жинтэй яг тэнцүү байна. Объект усны дунд өлгөөтэй хэвээр байх бөгөөд хөвөх эсвэл живэхгүй.

Давстай ус цэвэр уснаас илүү жинтэй

Нэг шоо фут давстай ус (дунджаар) 64.1 фунт жинтэй байхад нэг шоо фут цэвэр ус ердөө 62.4 фунт жинтэй байдаг. Үүний шалтгаанЖингийн ялгаа нь давстай усанд ууссан давстай байдаг.

Давсыг усанд уусгах нь усны нягтрал буюу нэгж эзэлхүүн дэх массыг нэмэгдүүлдэг. Усанд давс нэмэхэд усны молекулуудтай урвалд орж, устай туйлшрал үүсгэн давс, усны молекулуудын хооронд ер бусын нөлөө үзүүлдэг:

Усанд нэг шоо инч давс нэмбэл усны эзэлхүүнийг нэг куб инчээр нэмэгдүүлэхгүй. Усны молекулууд давсны молекулуудын эргэн тойронд нягт нямбай оршдог бөгөөд давс байхгүй үед бие биенээсээ илүү ойртдог гэсэн энгийн тайлбар юм. Усны эзэлхүүн дээр нэг куб инч давс нэмэхэд усны хэмжээ нэг куб инчээс бага хэмжээгээр нэмэгддэг.

Нэг шоо фут давстай усанд нэг шоо фут цэвэр устай харьцуулахад илүү их молекул агуулагддаг тул илүү жинтэй байдаг.

Архимедийн зарчимд живсэн биетийн дээш чиглэсэн хүч нь түүний нүүлгэн шилжүүлж буй усны жинтэй тэнцүү гэж заасныг санаарай. Давстай ус нь цэвэр уснаас илүү жинтэй тул живсэн биет дээр дээшээ чиглэсэн хүч ихтэй байдаг. Нэг шоо фут цэнгэг усыг нүүлгэн шилжүүлэх объект 62.4 фунт дээш чиглэсэн хүчийг мэдэрдэг бол давстай усанд байгаа ижил объект 64.1 фунт дээш чиглэсэн хүчийг мэдрэх болно.

Цэнгэг болон давстай усны хооронд солих

Энэ үед объектын (эсвэл шумбагчийн) цэвэр уснаас давстай ус руу шилжих болон эсрэгээр нь хөвөх чадварын талаар ерөнхий таамаглал дэвшүүлэх боломжтой. Дараах тохиолдлуудыг авч үзье:

Төвийг сахисан хөвөх объектцэнгэг ус давстай усанд тавихад хөвөх болно. Цэвэр усанд биетийн жин нь түүний нүүлгэн шилжүүлж буй усны жинтэй яг тэнцүү байх ба биетийн доош болон дээш чиглэсэн хүчнүүд тэнцүү байна. Объектыг давстай ус руу шилжүүлэхэд түүний нүүлгэн шилжүүлж буй усны жин нэмэгдэж, дээш чиглэсэн хүч нь доошоо чиглэсэн хүчнээс их байх болно. Объект давстай усанд эерэг хөвөх болно.
Давстай усанд саармаг хөвөх чадвартай биетийг цэвэр усанд оруулахад живэх болно. Давстай усанд объектын жин усны жинтэй яг тэнцүү байна. нүүлгэн шилжүүлдэг ба объект дээрх дээш доош чиглэсэн хүчнүүд тэнцүү байна. Объектыг цэвэр ус руу шилжүүлэхэд түүний нүүлгэн шилжүүлж буй усны жин буурч, доош чиглэсэн хүч нь дээшээ чиглэсэн хүчнээс их байх болно. Энэ объект цэвэр усанд сөрөг хөвөх болно.
Давстай усанд сөрөг эсвэл эерэг хөвөх чадвартай объектыг цэвэр усанд оруулахад илүү сөрөг хөвөх болно-гэхдээ бид илүү мэдээлэлгүйгээр живэх эсвэл хөвөх эсэхийг таамаглах боломжгүй. Бие махбод давстай устай харьцуулахад цэнгэг усанд сул дээшээ чиглэсэн хүчийг мэдрэх ба цэнгэг усанд хөвөх чадвар бага байх болно. Гэсэн хэдий ч тухайн объект живэх эсвэл хөвөх эсэхийг тодорхойлохын тулд тухайн объектын яг жин, түүнийг хөдөлгөж буй усны яг жинг мэдэх шаардлагатай.
Цэнгэг усанд сөрөг эсвэл эерэг хөвөх чадвартай объектыг давстай усанд байрлуулахад илүү эерэг хөвөх болно- гэхдээ бид үүнийг урьдчилан таамаглах боломжгүй.живэх эсвэл илүү их мэдээлэлгүйгээр хөвөх болно. Обьект давстай усанд цэнгэг уснаас илүү хүчтэй дээшээ чиглэсэн хүчийг мэдрэх ба давстай усанд илүү хөвөх болно. Гэсэн хэдий ч тухайн объект живэх эсвэл хөвөх эсэхийг тодорхойлохын тулд тухайн объектын яг жин, түүнийг хөдөлгөж буй усны яг жинг мэдэх шаардлагатай.

Скуба шумбагчийг жинлэх

Давсан усанд шумбагч цэвэр усанд байхаас илүү эерэг хөвөх чадвартай байх нь тодорхой бөгөөд жингээ тохируулан тохируулах шаардлагатай болдог. Усанд шумбагч давстай усанд цэвэр усанд хийхээс илүү их ачаа үүрэх шаардлагатай болно. Шумбагчийн үүрэх жингийн хэмжээ нь түүний биеийн жин, өртөхөөс хамгаалах хамгаалалт, авч яваа савны төрөл, шумбах хэрэгсэл зэрэг олон хүчин зүйлээс хамаарна.

Умбагчийн жингийн бүс нь түүний нийт жингийн багахан хувийг эзэлдэг; Түүний биеийн жин, сав болон шумбах хэрэгсэл нь түүний жин болон биеийг нь доошлуулах хүчд нөлөөлдөг. Шумбагчид усанд шумбах газраа өөрчлөхдөө ихэвчлэн усны хувцас (эсвэл хуурай хувцас) болон бусад хэрэгслээ сольдог бөгөөд шумбагчийг дээш чиглүүлэх хүч нь эдгээр хүчин зүйл, мөн усны төрлөөс хамаарч өөр өөр байж болно.

Усны нүүлгэн шилжүүлэлт, нийт жин, усанд шумбах усны давсжилт зэргийг мэдэхгүйгээр тухайн шумбагчийн жингийн өөрчлөлтийг урьдчилан таамаглах боломжгүй. Шумбагчийн жинг зөв тодорхойлох хамгийн хялбар арга бол цэнгэг болон давстай усыг хооронд нь сольж, шумбах хэрэгслийнхээ хэсгийг солих бүрт хөвөх чадварын туршилтыг хийнэ. Гэсэн хэдий ч өгсөнУсны төрлөөс бусад бүх хүчин зүйл ижил хэвээр байгаа тул шумбагч цэнгэг уснаас давстай ус руу шилжихдээ жингээ бараг хоёр дахин нэмэгдүүлэх эсвэл давстай ус руу шилжихдээ хоёр дахин нэмэгдүүлэх шаардлагатай болдог.

Нэмэлт анхаарах зүйлс

Асуудлыг илүү төвөгтэй болгохын тулд давстай усны давсжилт дэлхий даяар харилцан адилгүй байдаг. Зарим ус бусдаасаа илүү давслаг байж болно. Мэдээжийн хэрэг, шумбагч давстай усанд илүү эерэг хөвөх болно. Нэг куб фут давстай усны дундаж жин 64.1 фунт байдаг бол Сөнөсөн тэнгист нэг куб фут ус 77.3 фунт жинтэй байдаг! Шумбагч Сөнөсөн тэнгист илүү их хөвөх болно.

Температур нь усны нягтралд мөн нөлөөлдөг. Хүйтэн ус нь бүлээн уснаас илүү нягт юм. Ус хамгийн их нягтралдаа ойролцоогоор 39.2°F-т хүрдэг бөгөөд маш хүйтэн усанд шумбагч усанд орохдоо халуун устай харьцуулахад бага зэрэг сөрөг хөвөх чадвартай болохыг анзаарч магадгүй.

Олон шумбах газруудад шумбагчаас янз бүрийн усны температур (термоклин) эсвэл өөр өөр давсжилтын давхарга (галоклин) дамжин өнгөрөх шаардлагатай байдаг. Эдгээр давхаргын хооронд шумбагч хөвөх чадвараа өөрчлөхийг анзаарах болно.

Объектууд (шумбагч гэх мэт) цэнгэг устай харьцуулахад давстай усанд илүү хөвөх болно. Шумбагчийн хөвөх чадварыг урьдчилан таамаглахын тулд түүний нийт жин, түүний дотор тоног төхөөрөмж, мөн түүний нүүлгэн шилжүүлж буй усны жинг мэдэх шаардлагатай. Усанд шумбахаасаа өмнө хөвөх чадварыг шалгах нь шумбагчийн авч явах ёстой жингийн хэмжээг математикийн аргаар тодорхойлох оролдлого хийхээс хамаагүй хялбар юм. Нэмж дурдахад, хөнгөн цагаан сав ашигладаг шумбагчид үүнийг нөхөхийн тулд жинлэх шаардлагатай болношумбах үед савны хөвөх чадварын өөрчлөлт; Хөнгөн цагаан савыг хоослох тусам илүү эерэг хөвөх болно.