Bədənlərin üzmə şəraiti

Dərsin məqsədi: maddənin və mayenin sıxlığından asılı olaraq cisimlərin üzməsi şərtlərinin aydınlaşdırılması.

Dərsliklər:

tələbələrin anlayışlarla tanışlığı: üzgüçülük orqanlarının vəziyyəti

dünyanın elmi mənzərəsinin vahid qavrayışının formalaşması

İnkişaf edir:

tələbələrin əməliyyat düşüncə tərzinin inkişafı;

tələbələrin sintetik təfəkkürünün inkişafı;

eksperiment aparmaq bacarığı və bacarığının inkişafı;

intellektual bacarıq və bacarıqların inkişafı üzrə işin davam etdirilməsi: əsas şeyi vurğulamaq, təhlil etmək, nəticə çıxarmaq bacarığı, konkretləşdirmə;

Tərbiyəçilər:

tələbələrin fizikanın öyrənilməsinə marağının formalaşdırılması;

vaxtdan səmərəli istifadə etmək, öz fəaliyyətini planlaşdırmaq dəqiqlik, bacarıq və bacarıq tərbiyəsi.

Dərs üçün avadanlıq:

Tıxaclı sınaq borusu, kartof topu, plastilin, su, doymuş duz məhlulu, qab, dinamometr, çəkisi olan tərəzi

1. Giriş. Bilik yeniləməsi.

Sinifinizdəki bir şagird bu gün dərsə başlayacaq. Odur ki, diqqətlə qulaq asın

Mavi balinada dilin çəkisi 3 ton, qaraciyərin çəkisi 1 ton, ürəyin çəkisi - 600-700 kq, qanı - 10 ton, dorsal arteriyanın diametri - 40 sm, mədədə - 1-2 ton yemək; balina ağzı - 24 m2 otaq. AT sahilə atılır, demək olar ki, dərhal ölür.

Sakit okeanda maraqlı bir bitki yaşayır - bu makrokistisdir. Uzunluğu 57 metrə, çəkisi isə 100 kiloqrama çatır. Bu yosunlara mesane otu deyilir. Hər bir yarpaq boşqabının yanında böyük alma ölçüsündə bir qabarcıq var. Qabıq qalındır, deşməyin! Yosunların özünün yaratdığı bir növ qazla sıx, sıx şəkildə şişirilir. Bu bitki çox faydalıdır.

L sahildə ağır və yöndəmsiz qu quşları və ördəklər, Amma suda çox yüngül və zərifdir.

G dəmir hava batar, amma dəmirdən düzəldilmiş gəmi üzür

2. Dərsin mövzusunu tərtib edin???

Bədənlərin üzmə şəraiti

Dərsin məqsədləri:

Üzən cisimlər üçün şərtlər üçün düsturlar əldə etməyi öyrənin.

Cihazlarla işləməyi, təcrübələrin nəticələrini müşahidə etməyi, təhlil etməyi və müqayisə etməyi, nəticə çıxarmağı öyrənin.

Bədənin mayedə batma vəziyyətini və mayeyə tamamilə batırılmış cisimlərin üzməsi vəziyyətini tapın.

3. Təcrübə:

- Mənim əlimdə eyni həcmdə bir neçə bar və top var. Bu cisimlərin suya batırıldığı zaman üzmə qüvvələri eyni olacaqmı? (eyni)

Gəlin onları suya salmağa çalışaq. Biz nə görürük? Bəzi cəsədlər boğuldu, bəziləri suda üzür. Niyə? Cismlərin mayeyə batırılmasından danışarkən daha nələri nəzərə almadıq?

Təcrübədən nəticə:

Bu o deməkdir ki, cismin batıb-batmaması təkcə Arximedin qüvvəsindən deyil, həm də cazibə qüvvəsindən asılıdır.

4. Keçən dərsin materialını təkrarlayaq

Hansı qüvvə Arximed adlanır?

Hansı miqdarlardan asılıdır?

Onu hesablamaq üçün hansı düsturdan istifadə olunur?

Üzmə qüvvəsini başqa necə təyin etmək olar

Hansı vahidlərlə ölçülür?

Arximed qüvvəsi necə yönəldilir?

Cazibə qüvvəsini necə təyin etmək olar

Cazibə qüvvəsi necə yönəldilir?

Nəticə qüvvəsi nədir?

Eyni istiqamətdə eyni düz xəttdə hərəkət edən iki qüvvənin nəticəsi nədir? Müxtəlif istiqamətlərdə?

Bərabər, lakin əks istiqamətli iki qüvvənin təsiri altında cisim necə davranacaq?

5. Yeni materialın təqdimatı. İlkin bərkitmə.

Müxtəlif vəziyyətlərə baxaq

(Ft >FA) (Ft =FA) (Ft< FА)

Fərziyyələr edin (hipoteza)

cazibə qüvvəsi Arximed qüvvəsindən böyükdürsə (Ft > FA) - bədən batır

cazibə qüvvəsi Arximed qüvvəsinə bərabərdirsə (Fт = FA) - Bədən üzür,

cazibə qüvvəsi Arximed qüvvəsindən azdırsa (Ft< FА) ---Тело всплывает

Fərziyyə eksperimental olaraq sınaqdan keçirilməlidir.

Sizdən əvvəl müxtəlif orqanlar və cihazlar var.

Fərziyyələrimizi sübut etmək üçün hansı materiallardan istifadə edilməlidir

(dinamometr, maye, bədən)

Hansı ölçmələr aparmaq lazımdır.(Arximedin qüvvəsini və cazibə qüvvəsini təyin edin və onları bir-biri ilə müqayisə edin) və ya düsturlardan istifadə edərək hesablayın.

Cədvəli doldurun

A= ρ vəV g =

F t = mg =

nəticə (cazibə qüvvəsi və Arximed qüvvəsinin nisbəti bədənin qabiliyyətini müəyyənləşdirir: üzmək, batmaq və ya üzmək)

Cazibə qüvvəsi və Arximed qüvvəsinin nisbəti bədənin üzmək, batmaq və ya üzmək qabiliyyətini təyin edir.

Nümayişlər: 1. Sınaq borusu gövdəsi suda üzür. 2. Bir top kartof suya batır. 3. Eyni kartof topu duzlu suda üzür. 4. Plastilin top suda batır 5. Plastilindən qayıq suda üzür

Bir cismin üzməsi üçün ona təsir edən cazibə qüvvəsinin Arximed (üzən) qüvvəsi ilə tarazlanması lazımdır.

F t \u003d F a (1)

Arximed qüvvəsi: F a = ρ x V x g (2)

Cazibə qüvvəsi: F t = mg = ρVg (3)

(2) və (3) ifadələrini bərabərlikdə (1) əvəz edək: ρVg = ρ x V x g

Bu bərabərliyin hər iki hissəsini g-ə bölərək cisimlərin yeni formada üzməsi şərtini əldə edirik:

ρV = ρ f V f

Bədənin mayenin səthindən qismən yuxarı çıxması üçün üzməsi üçün bədənin sıxlığı mayenin sıxlığından az olmalıdır. Bədənin sıxlığı mayenin sıxlığından çox olduqda, bədən batır, çünki cazibə qüvvəsi Arximed qüvvəsindən böyükdür.

Məşqin təhlili:

- Suda, süddə, civədə hansı maddələr (buz, stearin, mum, rezin, kərpic) üzəcək?

- Cədvəldən istifadə edərək müəyyən edin ki, civədə hansı metallar batır? (osmium, iridium, platin, qızıl)

Kerosində hansı maddələr üzəcək? (mantar, şam, palıd)

4. Üzən cisimlər üçün şərtlərin tətbiqi

A) yelkənli gəmilər

"İndi izah etməliyik ki, niyə polad mismar batır, amma polad gəmi niyə üzür?"

- Gəlin plastilin götürək. Suya qoysanız, batar. Batmamaq üçün onu necə etmək olar?

B) Üzən balıqlar və balinalar

Balıqlar və balinalar dalış dərinliyini necə dəyişə bilər? (balıqlar üzgüçülük kisəsinin həcminin dəyişməsinə görə, balinalar ağciyərlərinin həcminin dəyişməsinə görə, yəni Arximed gücünə görə)

Su mühitində yaşayan canlı orqanizmlərin sıxlığı suyun sıxlığından çox az fərqlənir, ona görə də onların çəkisi Arximed qüvvəsi ilə demək olar ki, tamamilə balanslaşdırılmışdır. Balıq döş və qarın əzələlərinin səyləri ilə üzgüçülük kisəsini sıxaraq bədəninin həcmini dəyişə bilər və bununla da bədəninin orta sıxlığını dəyişə bilər, bunun sayəsində dalış dərinliyini tənzimləyə bilir.

Balığın üzmə kisəsi həcmini asanlıqla dəyişir. Balıq əzələlərin köməyi ilə böyük bir dərinliyə endikdə və üzərinə su təzyiqi artdıqda, qabarcıq büzülür, balığın bədəninin həcmi azalır və dərinlikdə üzür. Yuxarı qalxdıqda, üzgüçülük kisəsi və balığın həcmi artır və ortaya çıxır. Beləliklə, balıq dalış dərinliyini tənzimləyir. Balığın üzmə kisəsi

Balinalar ağciyər tutumunu artıraraq və azaltmaqla dalış dərinliyini tənzimləyirlər. Bu maraqlıdır

Su mühitində yaşayan canlı orqanizmlərin orta sıxlığı suyun sıxlığından az fərqlənir, ona görə də onların çəkisi Arximed qüvvəsi ilə demək olar ki, tamamilə balanslaşdırılmışdır. Bunun sayəsində su heyvanlarının güclü və kütləvi skeletlərə ehtiyacı yoxdur. Eyni səbəbdən su bitkilərinin gövdələri elastikdir.

Quşların qalın bir lələk və aşağı təbəqəsi var ki, bu da suyun keçməsinə imkan vermir, içərisində əhəmiyyətli miqdarda hava var, buna görə bədənlərinin orta sıxlığı çox aşağıdır, buna görə də ördəklər üzərkən suya batırılmırlar.

B) yelkənli sualtı qayıqlar

- Hansı səbəbdən sualtı qayıqlar müxtəlif dərinliklərə qalxıb aşağı düşə bilər? (kütləsinin dəyişməsi və buna görə də cazibə qüvvəsi səbəbindən)

D) İnsanın şirin suda və duzlu suda üzməsi

İnsan bədəninin orta sıxlığı 1030 kq/m2 təşkil edir. İnsan çayda və duzlu göldə üzəcək, yoxsa boğularmı?

Üzgüçülük bədənləri

203. Kürəyi üstə hərəkətsiz uzanan üzgüçü dərindən nəfəs alır və nəfəs alır. Üzgüçülərin bədəninin mövqeyi suyun səthinə nisbətən necə dəyişir? Niyə?

204. Əvvəlcə suda, sonra isə kerosində üzən eyni taxta bloka təsir edən qaldırıcı qüvvələr eynidirmi?

205. Nə üçün suyun səthinə düz qoyulmuş boşqab suda üzür və kənara çıxır?

206. Xilasedici kəmər ona yapışan istənilən sayda insanı saxlaya bilərmi?

207. Dalğıcın sinəsinə və kürəyinə ağır qurğuşun lövhələr qoyulur, ayaqqabılara isə qurğuşun altlıqları bərkidilir. Niyə bunu edirlər?

208. Taxta parçası su ilə bir qaba endirilir. Su qabdan tökülməsə, bu, gəminin dibindəki təzyiqi dəyişəcəkmi?

209. Bir stəkan ağzına qədər su ilə doldurulur. İçinə bir taxta parçası qoyulur ki, sərbəst üzsün. Su hələ də ağzına qədər doldursa, stəkanın çəkisi dəyişəcəkmi?

Cavablar: 203. Nəfəs alarkən üzgüçü meydana çıxır, nəfəs verərkən suya daha dərindən batırılır, çünki nəfəs alarkən sinənin həcmi dəyişir və Arximed qüvvəsi müvafiq olaraq dəyişir.

(Nəfəs alarkən üzgüçü meydana çıxır, nəfəs verərkən o, suya daha dərindən batır, çünki nəfəs alarkən döş qəfəsinin həcmi dəyişir və bədən çəkisi demək olar ki, sabit qalır. Buna görə də inhalyasiya zamanı bədənin ümumi həcmi artır, nəfəs alarkən azalır. ekshalasiya və bədənin suya batırılmış hissəsinin həcmi dəyişmir.)

204. Eynidir. Blok hər iki mayedə üzür, bu o deməkdir ki, onların hər birindəki qaldırıcı qüvvə ona təsir edən cazibə qüvvəsinə bərabərdir.

206. Xeyr, çünki çevrənin qaldırma qüvvəsi (maksimum Arximed qüvvəsi ilə cazibə qüvvəsi arasındakı fərq) məhdud qiymətə malikdir.

207. Cazibə qüvvəsini artırmaq və onu Arximed qüvvəsindən daha çox etmək, əks halda dalğıc tələb olunan dərinliyə dalmayacaq.

208. Təzyiq artacaq, çünki qabda suyun səviyyəsi yüksələcək.

209. Dəyişməyəcək, çünki taxta parçasının çəkisi onun yerindən çıxardığı (və şüşədən tökülən) suyun ağırlığına bərabərdir.

6. Eksperimental tapşırıq.

Bədən çəkisini təyin edin:m=

Müəyyən edinF t formuluna uyğun olaraq və dinamometrdən istifadə edərək cədvəli doldurun.

F-i müəyyənləşdirinAMMAdüstura görə və dinamometrdən istifadə edərək cədvəli doldurun.

Nəticə tərtib edin (cazibə qüvvəsi və Arximed qüvvəsinin nisbəti bədənin qabiliyyətini müəyyənləşdirir: üzmək, batmaq və ya üzmək)

Cədvəli doldurun

A= ρ vəV g =

F t = mg =

nəticə (təcrübə əsasında)

çıxış (əslində)

F t =

7. Ev tapşırığı:

8. Nəticə: ilə Artıq dərs vaxtımız başa çatmaq üzrədir. Bütün problemləri həll etməsək də, fizika yolları ilə səyahətimiz bitmir!

Biz bilirik ki, mayedəki hər hansı cisim əks istiqamətə yönəlmiş iki qüvvəyə tabedir: cazibə qüvvəsi və Arximed qüvvəsi. Cazibə qüvvəsi bədənin ağırlığına bərabərdir və aşağıya doğru yönəldilir, Arximed qüvvəsi isə mayenin sıxlığından asılıdır və yuxarıya doğru yönəldilir. Fizika cisimlərin üzməsini necə izah edir, və səthdə və su sütununda üzən cisimlər üçün hansı şərtlər var?

Bədənlərin üzən vəziyyəti

Arximed qanununa görə, cisimlərin üzməsinin şərti belədir: əgər cazibə qüvvəsi Arximed qüvvəsinə bərabərdirsə, o zaman cisim mayenin istənilən yerində tarazlıqda ola bilər, yəni öz qalınlığında üzə bilər. Əgər cazibə qüvvəsi Arximed qüvvəsindən azdırsa, cisim mayedən qalxacaq, yəni üzəcək. Bədənin çəkisi onu itələyən Arximed qüvvəsindən çox olarsa, bədən dibinə batacaq, yəni batacaq. Üzmə qüvvəsi mayenin sıxlığından asılıdır. Bədənin üzməsi və ya batması bədənin sıxlığından asılıdır, çünki sıxlığı onun çəkisini artıracaqdır. Bədənin sıxlığı suyun sıxlığından çox olarsa, bədən batacaq. Belə bir vəziyyətdə necə olmaq olar?

Hava ilə dolu boşluqlar səbəbiylə quru ağacın sıxlığı suyun sıxlığından azdır və ağac səthdə üzə bilər. Amma dəmir və bir çox başqa maddələr sudan qat-qat sıxdır. Bu halda metaldan gəmilər tikmək və müxtəlif yükləri su ilə daşımaq necə mümkündür? Və bu adam üçün bir az hiylə ilə gəldi. Suya batan gəminin gövdəsi həcmlidir və bu gəminin içərisində hava ilə dolu böyük boşluqlar var ki, bu da gəminin ümumi sıxlığını xeyli azaldır. Beləliklə, gəmi tərəfindən yerdəyişdirilən suyun həcmi xeyli artır, onun itələmə qüvvəsi artır və gəminin ümumi sıxlığı suyun sıxlığından az olur ki, gəmi səthdə üzə bilsin. Buna görə də, hər bir gəminin götürə biləcəyi yük kütləsi ilə bağlı müəyyən limiti var. Buna gəminin yerdəyişməsi deyilir.

fərqləndirmək boş yerdəyişmə gəminin özünün kütləsidir və ümumi yerdəyişmə- bu boş yerdəyişmə üstəgəl ekipajın ümumi kütləsi, bütün avadanlıqlar, anbarlar, yanacaq və yükdür ki, bu gəmi normal olaraq nisbətən sakit havada boğulma riski olmadan götürə bilər.

Su mühitində yaşayan orqanizmlərdə orqanizmin sıxlığı suyun sıxlığına yaxındır. Bunun sayəsində onlar su sütununda ola və təbiətin onlara verdiyi qurğular - üzgəclər, üzgəclər və s. sayəsində üzə bilirlər. Balıqların hərəkətində xüsusi orqan olan üzgüçülük kisəsi mühüm rol oynayır. Balıq bu qabarcığın həcmini və içindəki havanın miqdarını dəyişə bilər, bunun sayəsində onun ümumi sıxlığı dəyişə bilər və balıq narahatlıq yaşamadan müxtəlif dərinliklərdə üzə bilər.

İnsan bədəninin sıxlığı suyun sıxlığından bir qədər böyükdür. Halbuki insan ciyərlərində müəyyən miqdarda hava olduqda suyun səthində də sakitcə üzə bilər. Əgər təcrübə xatirinə suda olarkən bütün havanı ciyərlərinizdən çıxarsanız, yavaş-yavaş dibinə çökməyə başlayacaqsınız. Ona görə də həmişə yadda saxlayın ki, üzgüçülük qorxulu deyil, suyu udub ciyərlərinizə buraxmaq təhlükəlidir ki, bu da su üzərində faciələrin ən çox yayılmış səbəbidir.

Mayeyə batırılmış cismə, cazibə qüvvəsindən əlavə, qaldırıcı qüvvə - Arximed qüvvəsi də təsir edir. Maye bədənin bütün üzlərinə basır, lakin təzyiq eyni deyil. Axı, bədənin aşağı üzü yuxarıdan daha çox mayeyə batırılır və təzyiq dərinliyə görə artır. Yəni bədənin aşağı üzünə təsir edən qüvvə yuxarı üzə təsir edən qüvvədən çox olacaq. Buna görə bədəni mayedən itələməyə çalışan bir qüvvə yaranır.

Arximed qüvvəsinin dəyəri mayenin sıxlığından və birbaşa mayedə olan bədənin həmin hissəsinin həcmindən asılıdır. Arximed qüvvəsi təkcə mayelərdə deyil, qazlarda da təsir göstərir.

Arximed qanunu: maye və ya qaza batırılmış cismə bədənin həcmində mayenin və ya qazın çəkisinə bərabər olan qaldırıcı qüvvə təsir edir. Arximed qüvvəsini hesablamaq üçün mayenin sıxlığını, cismin mayeyə batırılmış hissəsinin həcmini və g sabit qiymətini vurmaq lazımdır.

Mayenin içərisində olan cismə iki qüvvə təsir edir: cazibə qüvvəsi və Arximed qüvvəsi. Bu qüvvələrin təsiri altında bədən hərəkət edə bilər. Üzən cisimlər üçün üç şərt var:

Cazibə qüvvəsi Arximed qüvvəsindən böyükdürsə, bədən batacaq, dibinə batacaq.

Cazibə qüvvəsi Arximed qüvvəsinə bərabərdirsə, o zaman bədən mayenin istənilən nöqtəsində tarazlıqda ola bilər, bədən mayenin içərisində üzür.

Əgər cazibə qüvvəsi Arximed qüvvəsindən azdırsa, bədən üzəcək, qalxacaq.

Bir mayenin səthində üzən cisimlər

Səth vəziyyətində OZ oxu boyunca üzən cismə iki qüvvə təsir edir (şəkil 1.1).Bu, bədənin cazibə qüvvəsidir. G və üzən Arximed qüvvəsi P z .

üzgüçülük, yəni. batıb . Naviqasiya nəzəriyyəsinin əsas anlayışlarına aşağıdakılar daxildir:

- yelkənli təyyarə(I-I) - mayenin cismi kəsən sərbəst səthinin müstəvisi;

- su xətti - bədən səthinin və üzgüçülük müstəvisinin kəsişmə xətti;

- qaralama (y)- bədənin ən aşağı nöqtəsinin batırılma dərinliyi. Gəminin ən böyük icazə verilən layihəsi üzərində qırmızı su xətti ilə qeyd olunur;

- yerdəyişmə - gəminin yerindən çıxardığı suyun çəkisi. Gəminin tam yüklə yerdəyişməsi onun əsas texniki xarakteristikasıdır;

Yerdəyişmə mərkəzi (D nöqtəsi, şək. 1.1) üzən Arximed qüvvəsinin təsir xəttinin keçdiyi yerdəyişmənin ağırlıq mərkəzidir;

Naviqasiya oxu (О О ") - bədən tarazlıqda olduqda ağırlıq mərkəzi C və yerdəyişmə mərkəzindən D keçən xətt.

Balans saxlamaq üçün ərimə oxu şaquli olmalıdır. Əgər kənar qüvvə üzən gəmiyə eninə istiqamətdə hərəkət edərsə, məsələn, küləyin təzyiqi qüvvəsi, o zaman gəmi yuvarlanacaq, naviqasiya oxu C nöqtəsinə nisbətən dönəcək və gəmini təxminən fırlanan M k fırlanma anı yaranacaq. uzununa ox saat yönünün əksinə (şək. 1.2)

Üzən cismin dayanıqlığı C və D nöqtələrinin nisbi mövqeyindən asılıdır. Əgər C ağırlıq mərkəzi D yerdəyişmə mərkəzindən aşağıdadırsa, səthdə naviqasiya zamanı cisim həmişə sabitdir, çünki fırlanma anı M k. rulon həmişə rulonun əksinə yönəldilir.

Əgər C nöqtəsi D nöqtəsindən yuxarıdırsa (şəkil 1.3), onda üzən cisim dayanıqlı və qeyri-sabit ola bilər. Bu halları daha ətraflı nəzərdən keçirək.

Gəminin bir tərəfi digərinə nisbətən daha böyük həcmdə suyu sıxışdırdığından, rulonla D yerdəyişmə mərkəzi üfüqi olaraq rulona doğru sürüşür.

Sonra üzən Arximed qüvvəsinin təsir xətti P z yeni yerdəyişmə mərkəzindən D "keçəcək və naviqasiya oxu OO ilə kəsişəcək" M nöqtəsində adlanır. metamərkəz. Sabitlik şərtini formalaşdırmaq üçün seqmenti işarə edirik

M D 1 = b,aCD 1 =∆ , harada b - metasentrik radius; ∆- ekssentriklik.

Stabillik vəziyyəti: bədən sabitdir, əgər onun metasentrik radiusu eksantriklikdən böyükdürsə, yəni. b > ∆.

Sabitlik vəziyyətinin qrafik təfsiri Şəkildə göstərilmişdir. 1.3, bu göstərir ki, a) halda b > ∆ və yaranan fırlanma anı rulonun əksi istiqamətə yönəldilir və b) halda bizdə: b< ∆ və an M-dən gövdəni yuvarlanma istiqamətində döndərir, yəni. bədən qeyri-sabitdir.

yerdəyişmə gəmi (gəmi) - gəminin (gəminin) gövdəsinin sualtı hissəsi ilə yerdəyişən suyun miqdarı. Bu miqdarda mayenin çəkisi ölçüsündən, materialından və formasından asılı olmayaraq bütün gəminin çəkisinə bərabərdir.

fərqləndirmək həcmli və kütləvi standart, normal, tam, ən böyük, boş yerdəyişmə.

yerdəyişmə Su xətti(Holland. su xətti) - sakit su səthinin üzən gəminin gövdəsi ilə təmas xətti. Həmçinin - gəminin nəzəriyyəsində nəzəri rəsmin bir elementi: üfüqi bir müstəvi ilə gövdənin bir hissəsi.

Kütləvi yerdəyişmə

Standart yerdəyişmə

Normal yerdəyişmə

Tam yerdəyişmə

Maksimum yerdəyişmə

Yüngül yerdəyişmə

Sualtı yerdəyişmə

səthin yerdəyişməsi

Üzən cisimlərin sabitliyi

Sabitliküzən cisimlər hər hansı xarici qüvvələrin təsiri ilə bu mövqedən çıxarıldıqdan sonra ilkin vəziyyətinə qayıtmaq qabiliyyəti adlanır.

Üzən cismə sabitlik vermək üçün, tarazlıq vəziyyətindən kənara çıxdıqda, bədəni orijinal vəziyyətinə qaytaracaq bir cüt qüvvənin yaradılması lazımdır. Belə qüvvələr cütünü ancaq qüvvələr yarada bilər G və P n Bu qüvvələrin qarşılıqlı təşkili üçün üç müxtəlif variant var (şək. 5.3).

düyü. 5.3. Ağırlıq mərkəzinin və yerdəyişmə mərkəzinin qarşılıqlı tənzimlənməsi ilə yarı batmış cisimlərin dayanıqlığı a və b- sabit balans

Kütlənin mərkəzi yerdəyişmə mərkəzindən aşağıda yerləşir.Heeling zamanı yerdəyişmə mərkəzi həm bədənin vəziyyətinin dəyişməsi, həm də yerdəyişmə həcminin formasının dəyişməsi səbəbindən hərəkət edir. Bu vəziyyətdə, bədəni orijinal vəziyyətinə qaytarmağa çalışan bir neçə qüvvə yaranır. Beləliklə, bədən müsbət sabitliyə malikdir.

Kütlənin mərkəzi yerdəyişmə mərkəzi ilə üst-üstə düşür- yerdəyişmə mərkəzinin yerdəyişməsi səbəbindən bədən həm də müsbət sabitliyə malik olacaq, çünki yerdəyişmə həcminin formasının dəyişməsi.

Kütlənin mərkəzi yerdəyişmə mərkəzindən yuxarıdır.Burada iki əsas variant var (Şəkil 5.4):

1) qaldırıcı qüvvənin naviqasiya oxu M (metamərkəz) ilə kəsişmə nöqtəsi kütlə mərkəzindən aşağıda yerləşir - tarazlıq qeyri-sabit olacaq (Şəkil 5.4, a);

2) metacenter kütlə mərkəzindən yuxarıda yerləşir - tarazlıq sabit olacaq (Şəkil 5.4, b). Metamərkəzdən kütlə mərkəzinə qədər olan məsafə deyilir metasentrik hündürlük. Metamərkəz - qaldırıcı qüvvənin naviqasiya oxu ilə kəsişmə nöqtəsi. Əgər nöqtə M nöqtədən yuxarıda yerləşir FROM, onda metasentrik hündürlük nöqtədən aşağıda yerləşirsə müsbət hesab olunur FROM- onda mənfi hesab olunur.

Beləliklə, aşağıdakı nəticələr çıxarmaq olar:

cismin yarıbatıq vəziyyətdə dayanıqlığı nöqtələrin nisbi mövqeyindən asılıdır M və FROM(metasentrik hündürlükdən);

metasentrik hündürlük müsbət olarsa, bədən sabit olacaq, yəni. metamərkəz ağırlıq mərkəzindən yuxarıda yerləşir. Demək olar ki, bütün hərbi üzən maşınlar 0,3-1,5 m metasentrik hündürlüyə malikdir.

düyü. 5.4. Ağırlıq mərkəzinin və metamərkəzin nisbi mövqeyi ilə yarı batmış cisimlərin sabitliyi:

a- qeyri-sabit balans; b- sabit balans

yerdəyişmə gəmi (gəmi) - gəminin (gəminin) gövdəsinin sualtı hissəsi ilə yerdəyişən suyun miqdarı. Bu miqdarda mayenin kütləsi ölçüsündən, materialından və formasından asılı olmayaraq bütün gəminin kütləsinə bərabərdir.

fərqləndirmək həcmli və kütləvi yerdəyişmə. Gəminin yükünün vəziyyətinə görə fərqləndirirlər standart, normal, tam, ən böyük, boş yerdəyişmə.

Sualtı qayıqlar üçün var sualtı yerdəyişmə və səthi yerdəyişmə.

yerdəyişmə

gəminin (gəminin) sualtı hissəsinin su xəttinə həcminə bərabər yerdəyişmə.

Kütləvi yerdəyişmə

gəminin (gəminin) kütləsinə bərabər yerdəyişmə.

Standart yerdəyişmə

ekipajı olan, lakin yanacaq, sürtkü materialları və çənlərdə içməli su olmadan tam təchiz olunmuş gəminin (gəminin) yerdəyişməsi.

Normal yerdəyişmə

standart yerdəyişmə üstəgəl yanacaq, sürtkü yağları və çənlərdəki içməli suyun yarısına bərabər yerdəyişmə.

Tam yerdəyişmə

standart yerdəyişməyə bərabər yerdəyişmə üstəgəl yanacağın, sürtkü yağlarının, çənlərdəki içməli suyun, yükün tam ehtiyatı.

Maksimum yerdəyişmə

standart yerdəyişmə üstəgəl yanacağın, sürtkü yağlarının, çənlərdəki içməli suyun, yükün maksimum ehtiyatlarına bərabər yerdəyişmə.

Yüngül yerdəyişmə)

boş gəminin (gəminin) yerdəyişməsi, yəni gəminin (gəminin) heyəti, yanacağı, təchizatı və s.

Sualtı yerdəyişmə

sualtı (batiskafe) və digər sualtı gəmilərin sualtı vəziyyətdə yerdəyişməsi. Əsas ballast çənlərinə batırıldıqda alınan suyun kütləsi ilə səthin yerdəyişməsini üstələyir.

səthin yerdəyişməsi

sualtı qayığın (batiskafenin) və digər sualtı gəmilərin suya batırılmadan əvvəl və ya səthə çıxdıqdan sonra su səthində vəziyyətdə yerdəyişməsi.

Üzgüçülük bədənin mayenin səthində və ya maye içərisində müəyyən bir səviyyədə qalma qabiliyyətidir.

Biz bilirik ki, mayedəki hər hansı cisim əks istiqamətə yönəlmiş iki qüvvəyə tabedir: cazibə qüvvəsi və Arximed qüvvəsi.

Cazibə qüvvəsi bədənin ağırlığına bərabərdir və aşağıya doğru yönəldilir, Arximed qüvvəsi isə mayenin sıxlığından asılıdır və yuxarıya doğru yönəldilir. Fizika cisimlərin üzməsini necə izah edir, səthdə və su sütununda üzən cisimlər üçün hansı şərtlər var?

Arximed qüvvəsi düsturla ifadə edilir:

Fvyt \u003d g * m quyusu \u003d g * ρ yaxşı * V quyusu \u003d P yaxşı,

burada m w mayenin kütləsidir,

və P W bədən tərəfindən yerdəyişdirilən mayenin çəkisidir.

Kütləmiz bərabər olduğundan: m W = ρ W * V W, onda Arximed qüvvəsinin düsturundan görürük ki, batırılmış cismin sıxlığından deyil, yalnız yerdəyişən mayenin həcmindən və sıxlığından asılıdır. bədən tərəfindən.

Arximed qüvvəsi vektor kəmiyyətidir. Üzmə qüvvəsinin olmasının səbəbi bədənin yuxarı və aşağı hissələrinə təzyiq fərqidir.Şəkildə göstərilən təzyiq daha böyük dərinliyə görə P 2 > P 1-dir. Arximed qüvvəsinin ortaya çıxması üçün bədənin qismən də olsa mayeyə batırılması kifayətdir.

Deməli, əgər cisim mayenin səthində üzürsə, bu cismin mayeyə batırılmış hissəsinə təsir edən qaldırıcı qüvvə bütün bədənin cazibə qüvvəsinə bərabərdir. (Fa = P)

Əgər cazibə qüvvəsi Arximed qüvvəsindən azdırsa (Fa > P), onda cisim mayedən qalxacaq, yəni üzəcək.

Bədənin çəkisi onu itələyən Arximed qüvvəsindən çox olduqda (Fa

Əldə edilən nisbətdən mühüm nəticələr çıxarmaq olar:

Üzmə qüvvəsi mayenin sıxlığından asılıdır. Bir cismin mayedə batması və ya üzməsi bədənin sıxlığından asılıdır.

Bədənin sıxlığı mayenin sıxlığına bərabər olarsa, bədən tamamilə mayeyə batırılmış halda üzür.

Bədənin sıxlığı mayenin sıxlığından az olarsa, bədən mayenin səthindən qismən yuxarı qalxaraq üzür.

- bədənin sıxlığı mayenin sıxlığından çox olarsa, üzgüçülük mümkün deyil.

Balıqçı qayıqları quru ağacdan hazırlanır, sıxlığı sudan daha azdır.

Gəmilər niyə üzür?

Suya batan gəminin gövdəsi həcmlidir və bu gəminin içərisində hava ilə dolu böyük boşluqlar var ki, bu da gəminin ümumi sıxlığını xeyli azaldır. Beləliklə, gəmi tərəfindən yerdəyişdirilən suyun həcmi xeyli artır, onun itələmə qüvvəsi artır və gəminin ümumi sıxlığı suyun sıxlığından az olur ki, gəmi səthdə üzə bilsin. Buna görə də, hər bir gəminin götürə biləcəyi yük kütləsi ilə bağlı müəyyən limiti var. Buna gəminin yerdəyişməsi deyilir.