انظر إلى الشكل 29-1 تستخدم عوامة كبيرة الحمل جهاز يستخدم في دراسة جغرافية المحيطات وكانت العوّامة مصنوعة من خزان أسطواني مجوف. فإذا كان ارتفاع الخزان 2.1m ونصف قطره m 0.33، والكتلة الكلية للعوامة وجهاز البحث 120kg تقريبا ~؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
0.70 m
الإجابة الصحيحة هي 0.70 متر، وهي تمثل مقدار غرق العوامة في الماء. إليك شرح كيفية الوصول إلى هذه النتيجة:
مفهوم الطفو:
- العوامة تطفو لأن قوة الطفو المؤثرة عليها تساوي وزنها.
- قوة الطفو تعتمد على حجم الماء المزاح (الحجم الذي يغمر في الماء).
- كلما زاد حجم الماء المزاح، زادت قوة الطفو.
خطوات الحل:- حساب حجم العوامة الكلي:
- العوامة عبارة عن أسطوانة مجوفة، لذا نحسب حجمها باستخدام قانون حجم الأسطوانة: الحجم = π * نصف القطر² * الارتفاع
- الحجم = π * (0.33 m)² * 2.1 m ≈ 0.72 m³
- حساب وزن العوامة وجهاز البحث:
- الوزن = الكتلة * تسارع الجاذبية الأرضية (g ≈ 9.8 m/s²)
- الوزن = 120 kg * 9.8 m/s² ≈ 1176 N (نيوتن)
- حساب قوة الطفو:
- قوة الطفو تساوي وزن العوامة وجهاز البحث (لأن العوامة تطفو في حالة اتزان).
- قوة الطفو = 1176 N
- حساب حجم الماء المزاح:
- قوة الطفو = كثافة الماء * حجم الماء المزاح * تسارع الجاذبية الأرضية
- كثافة الماء (ρ) ≈ 1000 kg/m³
- إذن: 1176 N = 1000 kg/m³ * حجم الماء المزاح * 9.8 m/s²
- حجم الماء المزاح = 1176 N / (1000 kg/m³ * 9.8 m/s²) ≈ 0.12 m³
- حساب ارتفاع الجزء المغمر (h):
- الجزء المغمر من العوامة هو أسطوانة أيضاً، لذا حجمه = π * نصف القطر² * h
- 0.12 m³ = π * (0.33 m)² * h
- h = 0.12 m³ / (π * (0.33 m)²) ≈ 0.70 m
لذلك، يغمر من العوامة في الماء ارتفاع قدره 0.70 متر.
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال انظر إلى الشكل 29-1 تستخدم عوامة كبيرة الحمل جهاز يستخدم في دراسة جغرافية المحيطات وكانت العوّامة مصنوعة من خزان أسطواني مجوف. فإذا كان ارتفاع الخزان 2.1m ونصف قطره m 0.33، والكتلة الكلية للعوامة وجهاز البحث 120kg تقريبا ~ اترك تعليق فورآ.
