بررسی 30 تست از اصل ارشمیدس فیزیک دهم

بررسی تست از اصل ارشمیدس(اینجا کلیک کنید)

قدم اول: اصل ارشمیدس دقیقاً چیه؟
به زبان خیلی ساده، اصل ارشمیدس می‌گه:
هر چیزی که توی مایع (آب، روغن، بنزین و…) قرار می‌گیره، یه نیرو از سمت مایع به سمت بالا بهش وارد می‌شه که اون رو سبک می‌کنه.
به این نیرو می‌گن نیروی شناوری یا نیروی ارشمیدس.
قدم دوم: این نیروی بالا برنده چقدره؟
این مهم‌ترین نکته‌ست. مقدار این نیرو دقیقاً برابر با وزن مایعی هست که جسم، جاش گرفته.
یعنی فرض کن یک لیوان پر از آب داری. حالا یک سنگ رو به آرومی می‌ذاری توی آب. سنگ یک مقدار آب رو از لیوان بیرون می‌ریزه. وزن همون آبی که بیرون ریخته، دقیقاً برابر با همون نیرویی هست که آب به سنگ فشار می‌آره بالا.
قدم سوم: پس چرا بعضی چیزها شناورن و بعضی غرق؟
این جا پای دو تا نیرو به وسط می‌آید:
۱. در فیزیک نیروی وزن جسم که به سمت پایین کشیده می‌شه (همون سنگینی خود جسم).۲. نیروی ارشمیدس که از سمت مایع به سمت بالا می‌آد.
حالا سه حالت داریم:
· اگر نیروی ارشمیدس از وزن جسم بیشتر باشه → جسم به سمت بالا می‌ره و شناور می‌شه (مثل چوب پنبه یا کشتی).· اگر نیروی ارشمیدس از وزن جسم کمتر باشه → جسم غرق می‌شه (مثل سنگ یا آهن).· اگر دو تا نیرو برابر باشن → جسم درون مایه معلق می‌مونه؛ نه بالا می‌ره، نه پایین (مثل بعضی ماهی‌ها یا زیردریایی وقتی که در عمق خاصی می‌ایستد).
قدم چهارم: چه عواملی روی شناوری اثر می‌ذاره؟
دو تا چیز خیلی مهمه:
۱. چگالی جسم: یعنی وزنِ جسم نسبت به حجمش. هر چی چگالی جسم کمتر از مایع باشه، شناورتره.۲. چگالی مایع: هر چی مایع چگال‌تر باشه (مثل آب نمک نسبت به آب شیرین)، نیروی بالابرنده‌اش بیشتره. به همین دلیل توی دریای مرده که خیلی شوره، آدم به راحتی شناور می‌مونه.
قدم پنجم: مثال عینی تو زندگی روزمره
· وقتی توی استخر هستی و کمرت رو توی آب می‌کنی، احساس سبکی می‌کنی. این همون نیروی ارشمیدسه.· قایق‌های بزرگ فلزی با اینکه از آهن‌اند، غرق نمی‌شن چون شکلشون طوری طراحی شده که حجم زیادی از آب رو جابجا می‌کنن و نیروی ارشمیدس بزرگتری ایجاد می‌شه.· توپ بادی توی آب شناور می‌مونه چون هوای داخلش چگالی کمتری از آب داره.
قدم ششم: یه نکته طلایی برای به خاطر سپردن توسط بهترین دبیران فیزیک ایران
“هر جسمی توی مایع، به اندازه وزنی از مایع که جابجا می‌کنه، از وزنش کم می‌کنه.”
یعنی اگر یک جسم ۱۰۰ گرمی رو بندازی توی آب و ۳۰ گرم آب رو جابجا کنه، انگار که وزنش توی آب ۷۰ گرم شده. همون ۳۰ گرم رو آب ازش گرفته.
قدم هفتم: یک اشتباه رایج خیلی‌ها فکر می‌کنن نیروی ارشمیدس به جنس جسم بستگی داره. نه! این نیرو فقط به حجم جسمی که توی مایع رفته و به چگالی خود مایع بستگی داره، نه به اینکه جسم از آهنه یا چوب یا پلاستیک.