سوال فیزیک در مورد نیروی جاذبه

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

سلام دوستان

وقت شما بخیر إن شاء اللّٰه

سوال :

یک ناو هواپیمابر و یا یک قایق کوچک سه متری رو در نظر بگیرید که روی آبِ ساکن و راکد ، شناور هستند و ایستاده‌اند و در حرکت نیستند .

حالا اگر در یک لحظه ، نیروی جاذبه ی زمین ۲ برابر بشه ، مقدار شناور بودنِ این ناو و این قایق در آب چه تغییری می‌کنه ؟
آیا بیشتر در آب فرو می‌روند یا تغییری نمی‌کنند ؟

[javad2015]

فشار برابر با حاصل تقسیم نیرو بر سطح هست.......تو این مورد نیرو همون پتانسیل گرانشی هست که برابر mgh هست_جرم*شتاب جاذبه* ارتفاع) چون رابطه فشار با نیرو مستقیم هست طبیعتا فشار بیشتر باعث فرو رفتن بیشتر در اب میشه.
در واقع مثل این میمونه که قایق یا ناو رو به انازه وزنشون بار کنیم بدون تغییر سطح تماسی.

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

فشار برابر با حاصل تقسیم نیرو بر سطح هست.......تو این مورد نیرو همون پتانسیل گرانشی هست که برابر mgh هست_جرم*شتاب جاذبه* ارتفاع) چون رابطه فشار با نیرو مستقیم هست طبیعتا فشار بیشتر باعث فرو رفتن بیشتر در اب میشه.
در واقع مثل این میمونه که قایق یا ناو رو به اندازه ‌ی وزنشون بار کنیم بدون تغییر سطح تماسی.

سلام
ممنون از حضورتون و پاسختون

شما عقیده دارین که بیشتر در آب فرو می‌رند .

بنده تصورم این هست که وضعیتشون تغییری نمیکنه زیرا :

درسته که وزن قایق و ناو ۲ برابر میشه طبق فرمول W=mg (وزن=جرم ضربدر شتاب جاذبه ) ولی همزمان ، وزن آبها هم افزایش ۲ برابری داره.

وقتی آبها هم وزن دو برابری داشته باشه در نتیجه فشار بیشتری هم به قایق و ناو وارد می‌کنند که باعث عدم تغییر در شناور بودنِ این ناو و قایق داره

اینها ظاهراً با جرم حجمی و چگالی آب هم رابطه داره .

نمی‌دونم آیا وقتی جاذبه ۲ برابر بشه آیا جرم حجمی آب تغییر می‌کنه یا ثابت می‌مونه ؟ چون در جایی خواندم که مایعات بر اثر فشار ، حجمشون بسیار بسیار بسیار کم تغییر می‌کنه .

حالا وقتی وزنِ آبها ۲ برابر بشه نمی‌دونم این وزنِ دوبرابری آیا باعث تغییر جرم حجمی آب هم میشه یا نه ؟


=======================================
دوستان , به نفع شما هست که مطالب بنده ی مخلص رو بخونید و دنبال کنید چون هم کلی پول توش هست هم امنیت و ایمنی ، هم آسایش و آرامش ، هم دور شدن از بسیاری از خطرها و ضررهای دنیا و هم پایان و عاقبتِ خوش و خیر إن شاء الله ..

چند نمونه :
.

میلیونها تومن صرفه جویی در هزینه های خودرو و هزینه‌های زندگی :
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

تجربه‌های رانندگی ( بسیار مهم )

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

توصیه های مهم امنیتی:
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

قوانین و مقرراتِ گفتگو و تبادلِ نظر:

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
.
برنامه های مهم و کاربردی برای گوشیهای اندرویدی :
.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
.
تاپیک جامع لوله‌کشی و پمپ آب و مخزن آب ( مشاوره و تعمیر و سرویس)
.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
.

سرویس و نگهداری و تعمیر آبگرمکن دیواری
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]


تاپیک جامع دستگاه تصفیه آب خانگی. (مشاوره، سرویس و تعمیر )
.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[javad2015]

چگالی یک ماده بستگی به نیروی بین مولکولی داره...هر چی قویتر باشه اون ماده فشرده تر و چگالتر خواهد بود....فک نمیکنم با تغییر جاذبه(حداقل تو رنج دو برابر) این نیرو افزایشی پیدا بکنه.حتی اگرم افزایش پیدا کنه نمیتونه به دو برابر شدن وزن غلبه کنه و بازم بیشتر فرو میره. در مورد چگالی باید بگم که اینجا ما از جرم صحبت میکنیم و نه وزن.چون چگالی برابر با تقسیم جرم بر حجم هست...اگر فرض بگیریم با فازشی جاذبه حجم کاهش پیدا میکنه و اب چگالتر میشه آیا این کاهش حجم باعث نصف شدن حجم اب میشه؟!مسلما خیر تاثیرش کمتر این حرفاست

[paveej]

سلام دوستان.همونطور که میدونید توی سیالات طبق قانون ارشمیدس وزن جسم توی سیال به اندازه وزن سیال جابجا شده سبک میشه.یعنی از طرف سیال نیرویی به جسم وارد میشه که برابر وزن سیال جابجا شده است و بهمین دلیل وزن ظاهری اجسام در آب کمتر از وزن واقعی هست .
وقتی که یه جسمی توی یه سیال مثلا توی آب شناور میشه دلیل شناور شدنش این هست که وزن آب جابجا شده دقیقا برابر وزن جسم میشه و اگه وزن جسم بیشتر از آب جابجا شده باشه توی آب فرو میره.
حالا برای مثال یه استوانه که توی آب شناور هست رو در نظر بگیرید.این جسم وقتی شناور میشه که وزن آب جابجا شده برابر وزن جسم باشه.وزن آب جابجا شده برابر وزن آب معادل حجمی از جسم هست که توی آب فرو رفته.



اگه مساحت قاعده استوانه s و ارتفاع حجمی از استوانه که وارد آب شده h باشه و وزن جسم رو w و جرم سیال جابجا شده رو m و جرم حجمی سیال رو p در نظر بگیریم برای اینکه استوانه شناور بشه بشه داریم:
w=mg ----> w=pvg -----> w=pshg -----> h=w/psg
اگه جرم استوانه شناور رو M در نظر بگیریم داریم:
h=w/psg ----> h=Mg/psg -----> h=M/ps

همونطور که مشخص هست شتاب جاذبه از فرمول حذف میشه و بنابراین تغییر شتاب جاذبه تاثیری بر عمق فرورفتن استوانه در آب نداره.البته در صورتیکه فرض کنیم شتاب جاذبه تاثیری بر فاصله بین ملکولی اجسام و سیالات نداشته باشه و حجم و جرم حجمی ثابت بمونه.

[javad2015]

این فرمول بندی شما کاملا به موضوع بی ربطه این h که شما به دست اوردید در واقع ارتفاع استوانه هست......نه فاصله کف استوانه تا ته ظرف....طبیعی هست که این اندازه با جاذبه تغییری نمیکنه چون بستگی به حالت فیزیکی جسم داره.یعنی جرم و چگالی و مساحت سطح طبق این فرمول.
اینجا ما داریم از فشار صحبت میکنیم فشار دو برابر بیشتر باعث اعمال نیرو دو برابر میشه ......ولی ایا جاذبه دوبرابر باعث ایجاد ماده دو برابر چگالتر میشه؟مسلما خیر.چون سطح ثابت هست و فشار دو برابر شده و نیروی بین مولکولی نمیتوه به این فشار دو برابر غلبه کنه پس مطمینا بیشتر فرو میره.

[paveej]

البته خیلی وقت هست که سروکاری با فیزیک ندارم و ممکنه فرمول و نتیجه گیری اون درست نباشن .ولی منظورم از h ارتفاع مقداری از استوانه هست که توی آب فرورفته.یعنی فاصله کف استوانه تا سطح آب.

[MOHAMMAD_ASEMOONI]

چگالی یک ماده بستگی به نیروی بین مولکولی داره...هر چی قویتر باشه اون ماده فشرده تر و چگالتر خواهد بود....
فک نمیکنم با تغییر جاذبه(حداقل تو رنج دو برابر) این نیرو افزایشی پیدا بکنه.
حتی اگر هم افزایش پیدا کنه نمیتونه به دو برابر شدن وزن غلبه کنه و بازم بیشتر فرو میره.
در مورد چگالی باید بگم که اینجا ما از جرم صحبت میکنیم و نه وزن.چون چگالی برابر با تقسیم جرم بر حجم هست...
اگر فرض بگیریم با فازشی جاذبه حجم کاهش پیدا میکنه و آب چگالتر میشه آیا این کاهش حجم باعث نصف شدن حجم اب میشه؟
!مسلما خیر تاثیرش کمتر این حرفاست

سلام

با تبریک سال نو به شما و سایر دوستان

◼️چگالی به فشار و به نیروی جاذبه هم ربط داره .

◼️ وقتی جاذبه ۲ برابر میشه ، وزن حجمی آب هم دوبرابر میشه

الان وزن حجمی آب ، ۱۰۰۰ کیلوگرم در متر مکعب هست یعنی یک مکعب یک‌ متریِ آب ، ۱۰۰۰ کیلوگرم وزن داره و ۱۰۰۰ لیتر هم‌حجم داره

وقتی جاذبه ۲ برابر بشه ، وزن حجمی آب هم میشه ۲۰۰۰ کیلوگرم در متر مکعب .
◼️ حالا در این آب ۲۰۰۰ کیلوگرمی اگر وزن قایق و ناو تغییر نکرده بود باعث میشه مثل چوب پنبه بیان روی آب ولی چون اونها هم وزنشون ۲ برابر شده پس شناوریشون تغییری نمی‌کنه چون نیروی ارشمیدس درست برعکس جاذبه عمل می‌کنه

◼️ برای درک بهتر این موضوع ، یک‌ مترمکعب جیوه رو در جاذبه ی فعلی در نظر بگیرید .

وزن حجمیش حدود ۱۳,۵۰۰ کیلوگرم در مترمکعب هست یعنی بسیار بسیار سنگین‌تر و چگالتر از آب .
حتی تیرآهن هم مثل یک تکه چوب روی جیوه شناور میشه و انسان و حتی فیل میتونند روی یک استخر جیوه بدوند یا بایستند !

[javad2015]

جواب سوال رو به صورت علمی یافتم.....

[javad2015]

این سوال شما اصلا اشتباهه من از همون اولم شک داشتم....وقتی حالت فیزیکی جسمی تغییر نکنه تو بحث شناوری چیزی تحت عنوان بیشتر فرو رفتن نداریم.میزان فرو رفتگی یک جسم شناور فقط بستگی به شکلش داره و نه وزنش مثلا یک کشتی وقتی بیشتر بارگیری میکنه اینجور نیست که مثلا بدنه کشتی 10 سانت بیشتر بره تو اب ...فقط اب بیشتری از اطراف کشتی جابه جا میکنه یعنی در واقع انحنا بیشتری در سطح اب ایجاد میکنه.یعنی شما تا زمانی که فشار سیال اطراف شناور بیشتر باشه جسم شناور میمونه حالا هر چه قدر وزن داشته باشه اگه فشار جسم شناور بیشتر شد کاملا غرق میشه.بیشتر فرو رفتن بی معنیه.باید این جور مطرح میشد حجم اب جابه جا شده چه تغییری میکنه.شما دو بحث چگالی و فشار رو اوردید کنار هم تو این سوال.
اشتباه ما این بود که اومدیم چگالی رو با فشار مقایسه میکردیم.فشار رو باید با فشار و چگالی رو باید با چگالی مقایسه کرد.
طبق قانون نیوتون هر کنشی واکنش داره یعنی اگر یک جسم به جرم 10 کیلوگرم در شتاب گرانش 10 روی زمین قرار بگیره دقیقا به اندازه نیروی وزن جسم که رو به پایین هست زمین به جسم نیروی رو به بالا وارد میکنه.
در مورد اب هم همین طوره هر چی به عمق اب بریم فشار بیشتر میشه و این فشار هم با چگالی و هم عمق و و هم جاذبه مرتبطه و دو برابر میشه و نیروی این فشار به سمت پایین هست و طبق قانون نیوتون یک نیروی رو به بالا دقیقا برابر با نیرو رو به پایین هم در همون نقطه داریم حالا ما اگه بتونیم این حجم اب رو ککنار بزنیم و با حفظ فشار رو به بالا فشار رو به پایین رو حذف کنیم میتونی برابر با وزن اب جابه جا شده جسم خودمون رو قرار بدیم کاری که کشتی ها میکنن مثل شکل زیر.....صحبت کردن از چگالی اینجا کاملا اشتباه بود ما باید در مورد فشار صحبت میکدردیم نه چگالی.هر چند فشار به چگالی هم مرتبطه.
چون فشار اب جا به جا شده و فشار نیروی وزن شناور هر دو به جاذبه مرتبطه پس شتاب جاذبه از معادلات خط میخوره.......
این توصیف کامال صحیح این مساله هست.
اون بحث چگالی مربوط میشه به اینکه در چه صورت یک جسم شناور میمونه......این بحث باید در مورد فشار صحبت میکردیم.