მცურავი სხეულების ფორმულის პირობები. არქიმედეს ძალა
: გამაძლიერებელი (არქიმედეს) ძალა F A, მიმართული ვერტიკალურად ზემოთ და გრავიტაცია Ft, მიმართული ვერტიკალურად ქვემოთ. თუ ეს ძალები თანაბარია, ე.ი.
F A = F t (48.1)
მაშინ სხეული წონასწორობაში იქნება.
თანასწორობა (48.1) გამოხატავს მცურავი მდგომარეობა: იმისათვის, რომ სხეული ცურავს, აუცილებელია, რომ მასზე მოქმედი მიზიდულობის ძალა დაბალანსებული იყოს არქიმედეს (გამაძლიერებელი) ძალით.
სხეულების მცურავ მდგომარეობას შეიძლება მივცეთ განსხვავებული ფორმა. წარმოვადგენთ არქიმედეს ძალას სახით
F A = p f V f g (48.2)
სხეულზე მოქმედი სიმძიმის ძალა შეიძლება გამოიხატოს ანალოგიურად. ჩვენ ვიცით, რომ F t = მგ, სადაც m არის სხეულის წონა; მაგრამ სხეულის მასა ტოლია სხეულის სიმკვრივისა და მოცულობის ნამრავლის: m = pV. Ამიტომაც
მოდით ჩავანაცვლოთ გამონათქვამები (48.2) და (48.3) ტოლობით (48.1):
ამ თანასწორობის ორივე მხარის გაყოფა მივიღებთ სხეულების ახალი ფორმით ცურვის პირობა:
ორი მნიშვნელოვანი შედეგი შეიძლება გამოიტანოს შედეგად მიღებული ურთიერთობიდან.
1. იმისათვის, რომ სხეულმა იცუროს სითხეში მთლიანად ჩაძირვისას, სხეულის სიმკვრივე სითხის სიმკვრივის ტოლი უნდა იყოს.
მტკიცებულება. თუ სხეული მთლიანად ჩაეფლო სითხეში, მაშინ სხეულის მიერ გადაადგილებული სითხის მოცულობა მთელი სხეულის მოცულობის ტოლი იქნება (იხ. სურ. 134, ა): V l = V. და თუ ასეა, მაშინ ეს მოცულობები ფორმულაში (48.4) შეიძლება შემცირდეს. ეს დატოვებს: p = p w, რაც საჭირო იყო დასამტკიცებლად.
2. იმისათვის, რომ სხეული ცურავს, ნაწილობრივ ამოწეული სითხის ზედაპირის ზემოთ, აუცილებელია, რომ სხეულის სიმკვრივე იყოს სითხის სიმკვრივეზე ნაკლები..
მტკიცებულება. თუ სხეული ცურავს, ნაწილობრივ ამოწეული სითხის ზედაპირის ზემოთ, მაშინ სხეულის მიერ გადაადგილებული სითხის მოცულობა მთელი სხეულის მოცულობაზე ნაკლები იქნება (იხ. სურ. 134, ბ): V f. 
ნახაზი 134. სხეულის ცურვის დამოკიდებულება მის სიმკვრივესა და სითხის სიმკვრივეზე.
როდესაც p>p, სხეულის ცურვა შეუძლებელია, რადგან ამ შემთხვევაში მიზიდულობის ძალა აღემატება არქიმედეს ძალას და სხეული იძირება.
რა დაემართება სხეულს, რომელსაც აქვს პ<р ж, если его полностью погрузить в жидкость? В этом случае архимедова сила будет преобладать над силой тяжести, и потому тело начнет подниматься вверх. Пока тело будет двигаться, будучи полностью погруженным в жидкость, архимедова сила будет оставаться неизменной. Но как только тело достигнет поверхности жидкости и появится над ней, эта сила (по мере уменьшения объема части тела, погруженной в жидкость) будет становиться все меньше и меньше. Всплытие прекратится тогда, когда архимедова (выталкивающая) сила уменьшится и станет равной силе тяжести. При этом, чем меньшей плотностью (по сравнению с плотностью жидкости) обладает тело, тем меньшая его часть останется внутри жидкости (рис. 135).
ნახაზი 135. სხეულის სითხეში ჩაძირვის დამოკიდებულება მის სიმკვრივეზე.
კითხვები.
1. ჩამოაყალიბეთ სხეულების ცურვის პირობა.
2. რა შემთხვევაში ცურავს სხეული მთლიანად ჩაძირული სითხეში?
3. რა შემთხვევაში ცურავს სხეული, ნაწილობრივ ამოწეული სითხის ზედაპირის ზემოთ?
4. დავუშვათ, რომ ჭურჭელში ასხამენ წყალს და ნავტს. ამ სითხეებიდან რომელი იქნება თავზე?
5. ჩამოთვლილთაგან რომელ სითხეში იძვრება ყინული: ნავთი, წყალი თუ სპირტი?
6. ჩამოთვლილთაგან რომელ სითხეში დაცურავს ლურსმანი: ვერცხლისწყალი თუ მანქანის ზეთი?
7. ქათმის კვერცხი იძირება მტკნარ წყალში, მაგრამ ცურავს მარილიან წყალში. რატომ?
8. როგორ არის დამოკიდებული მცურავი სხეულის ჩაძირვის სიღრმე მის სიმკვრივეზე?
ექსპერიმენტული დავალება.
უმი კარტოფილი მოათავსეთ სუფთა წყლით სავსე შუშის ქილაში. რატომ იხრჩობა? როგორ მოიქცევა კარტოფილი წყალში მარილის ჩასხმის შემთხვევაში? მარილის ნელა დაასხით და წყლის შერევით, დარწმუნდით, რომ კარტოფილს შეუძლია წყლის სვეტში ცურვა და მთლიანად ჩაეფლო მასში. რა უნდა იყოს მარილიანი წყლის სიმკვრივე, რომ ეს შესაძლებელი იყოს?
წარმოდგენილია მკითხველების მიერ ინტერნეტ საიტებიდან
მცურავი სხეულები
მცურავი სხეულები
ტელევიზორის ბალანსის მდგომარეობა. სხეული ნაწილობრივ ან მთლიანად ჩაეფლო (ან გაზში). ძირითადი სითხის თეორიის ამოცანაა სითხეში ჩაძირული სხეულის წონასწორული პოზიციების დადგენა და წონასწორობის სტაბილურობის პირობების გარკვევა. P.t-ის უმარტივესი პირობები მითითებულია არქიმედეს კანონით.
ძირითადი P.t-ის თეორიის ცნებები (ნახ. 1):
1) სხეულის გადაადგილება - წონასწორობის მდგომარეობაში მყოფი სხეულის მიერ გადაადგილებული სითხე (ემთხვევა სხეულის წონას);
2) შესაძლო დატვირთვის წყალსადენის სიბრტყე - ნებისმიერი სიბრტყე ab, რომელიც წყვეტს სხეულს მოცულობას, რომელშიც სითხის წონა უდრის სხეულის გადაადგილებას;
3) ჩატვირთეთ წყლის ხაზები - ზედაპირი I, თითოეულ წერტილში ჭრილი არის ტანგენტური სიბრტყე. შესაძლო დატვირთვის წყალსადენის სიბრტყე;
4) გადაადგილების ცენტრი (ან სიდიდის ცენტრი) - შესაძლო დატვირთვის წყალსადენის სიბრტყით მოწყვეტილი მოცულობის A;
5) გადაადგილების ცენტრების ზედაპირი – ზედაპირი II, რომელიც გეომეტრიულია. გადაადგილების ცენტრების ადგილი.
ბრინჯი. 1. ab, a1b1, a2b2 - შესაძლო დატვირთვის წყალსადენის თვითმფრინავები; A, A1, A2 - ab, a1b1, a2, b2 სიბრტყეებით მოწყვეტილი მოცულობის გადაადგილების ცენტრები; I - ტვირთის წყალსადენის ზედაპირი; II - გადაადგილების ცენტრების ზედაპირი.
თუ სხეული ჩაეფლო სითხეში სანამ შესაძლო დატვირთვის წყალსადენის სიბრტყეზე ab (ნახ. 2), მაშინ სხეულზე იმოქმედებს F, რომელიც მიმართულია ამ სიბრტყის პერპენდიკულარულად (ანუ ვერტიკალურად ზემოთ), გადის A ცენტრში და რიცხობრივად უდრის მას P. როგორც დადასტურებულია. წყლის ტრანსპორტის თეორიაში F ძალის მიმართულება ერთდროულად ემთხვევა ნორმალური An-ის მიმართულებას A წერტილში II ზედაპირისკენ.
ბრინჯი. 2. სითხეში ჩაძირულ სხეულზე მოქმედი ძალები დატვირთვის წყალსადენამდე აბ.
წონასწორობის მდგომარეობაში, ძალები F და P უნდა იყოს მიმართული ერთი სწორი ხაზის გასწვრივ, ანუ ნორმალური II ზედაპირისკენ, აღდგენილი A ცენტრიდან, უნდა გაიაროს სხეულის C სიმძიმის ცენტრში (ნორმა A1C, A2C ნახ. 1). ნორმათა რიცხვი II ზედაპირზე, რომელიც გადის სიმძიმის C ცენტრში, იძლევა მცურავი სხეულის შესაძლო წონასწორობის პოზიციების რაოდენობას. თუ სხეული ამოღებულია წონასწორობის მდგომარეობიდან, მაშინ მასზე იმოქმედებს F, P, როდესაც ეს წყვილი ცდილობს სხეულის წონასწორობის მდგომარეობაში დაბრუნებას, წონასწორობა სტაბილურია, წინააღმდეგ შემთხვევაში ის არასტაბილურია. წონასწორობის სტაბილურობა შეიძლება შეფასდეს მეტაცენტრის პოზიციით. კიდევ ერთი მარტივი ნიშანი: წონასწორობის პოზიცია სტაბილურია, თუ მისთვის მანძილია ფენომენის A და C ცენტრებს შორის. ყველაზე მცირე ამ მანძილთან შედარებით მეზობელი პოზიციებისთვის (ნახ. 1-ში a2b2 სიბრტყემდე ჩაძირვისას წონასწორობა სტაბილურია, ხოლო a1b1-მდე არასტაბილურია).
ფიზიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია. . 1983 .
მცურავი სხეულები
სითხეში (ან აირში) ნაწილობრივ ან მთლიანად ჩაძირული მყარი სხეულის წონასწორობის მდგომარეობა. ძირითადი მოძრაობის თეორიის მიზანია სითხეში ჩაძირული სხეულის წონასწორობის დადგენა და წონასწორობის მდგრადობის პირობების გარკვევა. უმარტივესი პირობები პ. თ არქიმედეს კანონი.
ძირითადი სითხის ტრანსპორტირების თეორიის ცნებები (ნახ. 1): 1) სხეულის გადაადგილება - სხეულის მიერ წონასწორობის მდგომარეობაში მყოფი სითხის წონა (ემთხვევა სხეულის წონას); 2) შესაძლო დატვირთვის წყალსადენის სიბრტყე - ნებისმიერი თვითმფრინავი აბ,სხეულისგან მოცულობის ამოჭრა, სითხის წონა სხეულის გადაადგილების ტოლია; 3) დატვირთვის წყალსადენების ზედაპირი - ზედაპირი I, თითოეულ წერტილში ტანგენტის სიბრტყე არის შესაძლო დატვირთვის წყალსადენის სიბრტყე; 4) გადაადგილების ცენტრი (ან სიდიდის ცენტრი) - სიმძიმის ცენტრი აშესაძლო დატვირთვის წყალსადენის სიბრტყით მოწყვეტილი მოცულობა 5) გადაადგილების ცენტრების ზედაპირი - ზედაპირი II, რომელიც არის გეომ. 
ბრინჯი. 1. აბ, ა 1 ბ 1 ,ა 2 ბ 2 - შესაძლო დატვირთვის წყალსადენის თვითმფრინავები; ᲐᲐ 1 , ა 2 - თვითმფრინავებით მოწყვეტილი მოცულობების გადაადგილების ცენტრები აბ,ა 1 ბ 1 ,ა 2 ბ 2 .I - ტვირთის წყალსადენის ზედაპირი; II - გადაადგილების ცენტრების ზედაპირი.
თუ სხეული ჩაეფლო სითხეში სანამ ab (ნახ. 2), მაშინ სხეულზე იმოქმედებს ამ სიბრტყეზე პერპენდიკულარულად მიმართული მძლავრი ძალა (ე.ი. ვერტიკალურად ზემოთ). ფ, ცენტრის გავლით A,რიცხობრივად თანაბარი სიმძიმის ძალა რ. როგორც თეორიულად არის დადასტურებული პ. ტ., ძალის მიმართულება ფ ემთხვევა ერთდროულად ნორმალურის მიმართულებას ზევითზედაპირზე II წერტილამდე ა.
ბრინჯი. 2. სითხეში ჩაძირულ სხეულზე მოქმედი ძალები ტვირთის წყალსადენამდე.
ძალთა ბალანსის მდგომარეობაში ფ და რ უნდა იყოს მიმართული ერთი სწორი ხაზის გასწვრივ, ანუ ზედაპირის ნორმალური II, აღდგენილი ცენტრიდან A,უნდა გაიაროს სიმძიმის ცენტრში თანსხეულები (ნორმალური ა 1 C, A 2 Cნახატი 1). სიმძიმის ცენტრში გამავალი II ზედაპირის ნორმალების რაოდენობა თან,იძლევა მცურავი სხეულის შესაძლო წონასწორობის პოზიციების რაოდენობას. თუ სხეული ამოღებულია წონასწორული პოზიციიდან, მასზე იმოქმედებს პარაზილა ფ, რ. როდესაც ეს წყვილი ცდილობს სხეულის წონასწორობის მდგომარეობაში დაბრუნებას, წონასწორობა სტაბილურია, წინააღმდეგ შემთხვევაში ის არასტაბილურია. წონასწორობის სტაბილურობა შეიძლება შეფასდეს პოზიციის მიხედვით მეტაცენტრი.კიდევ ერთი მარტივი ნიშანი: წონასწორობის პოზიცია სტაბილურია, თუ მისთვის მანძილია ცენტრებს შორის ადა თანარის ყველაზე პატარა ამ მანძილის შედარებით მეზობელი პოზიციებისთვის (ნახ. 1-ზე, როდესაც ჩაეფლო სიბრტყეში ა 2 ბ 2 წონასწორობა სტაბილურია და მდე ა 1 ბ 1 - არასტაბილური).
ლიტ.: ჟუკოვსკი N. E., თეორიული, მე-2 გამოცემა, M. - L., 1952 წ.
თან. მ.ტარგი.
ფიზიკური ენციკლოპედია. 5 ტომად. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია. მთავარი რედაქტორი A.M. პროხოროვი. 1988 .
ნახეთ, რა არის „BODY FLOATING“ სხვა ლექსიკონებში:
სხეულის უნარი დარჩეს სითხის ზედაპირზე ან გარკვეულ დონეზე სითხის ან აირის შიგნით. სხეულების ცურვა აიხსნება არქიმედეს კანონით. სხეულების ცურვა სტაბილურია, თუ მცურავი სხეულის სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს მეტაცენტრის ქვემოთ... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი
მცურავი სხეულები- მყარი სხეულის წონასწორობის მდგომარეობა, ნაწილობრივ ან მთლიანად ჩაეფლო თხევად მილიონ გაზში. იმისთვის, რომ მცურავი სხეული იყოს წონასწორობაში, აუცილებელია, რომ სხეულის წონა და მის მიერ გადაადგილებული სითხის (აირის) წონა იყოს ტოლი, რაც ახსნილია (იხ.) ... დიდი პოლიტექნიკური ენციკლოპედია
სხეულის უნარი დარჩეს სითხის ზედაპირზე ან გარკვეულ დონეზე სითხის ან აირის შიგნით. სხეულების ცურვა აიხსნება არქიმედეს კანონით. სხეულების ცურვა სტაბილურია, თუ მცურავი სხეულის სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს მეტაცენტრის ქვემოთ. * * *…… ენციკლოპედიური ლექსიკონი
ამ ტერმინს სხვა მნიშვნელობა აქვს, იხილეთ ცურვა (მნიშვნელობები). თ... ვიკიპედია
სითხეში (ან აირში) ნაწილობრივ ან მთლიანად ჩაძირული მყარი სხეულის წონასწორობის მდგომარეობა. PT-ის თეორიის მთავარი ამოცანაა სითხეში ჩაძირული სხეულის წონასწორული პოზიციების დადგენა და წონასწორობის სტაბილურობის პირობების გარკვევა.
სხეულის უნარი, დარჩეს სითხის ზედაპირზე ან გარკვეული დროის განმავლობაში. დონე სითხის ან აირის შიგნით. P.t აიხსნება არქიმედეს კანონით. მცურავი სხეული სტაბილურია, თუ მცურავი სხეულის სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს მეტაცენტრის ქვემოთ... ბუნებისმეტყველება. ენციკლოპედიური ლექსიკონი
ეს სტატია ეხება ადამიანის ცურვის უნარს. ცურვის, როგორც სპორტის შესახებ ინფორმაციისთვის იხილეთ ცურვა... ვიკიპედია
ვიკიპედიაში არის სტატია „ცურვა“ არის პოლისემანტიული ტერმინი, რომელსაც აქვს შემდეგი განმარტებები: ცურვა არის სპორტი, რომელიც მოიცავს ცურვას უმცირეს დროში
ცურვა (სხეულის შესახებ)- ▲ იყოს ნაწილობრივი, სითხეში ჩაძირული, სხეულების მცურავი, სხეულის სტაბილური პოზიცია ნაწილობრივ [ან მთლიანად] სითხეში ან აირში ჩაძირული. float რჩება სითხის ზედაპირზე (ხე ცურავს წყალში). წყალში ცურვა....... რუსული ენის იდეოგრაფიული ლექსიკონი
- (ბერძნული hydraulikós წყალი, ჰიდრავლიკური წყლისა და aulos მილისგან) მეცნიერება სითხეების მოძრაობისა და წონასწორობის კანონების და ამ კანონების გამოყენების მეთოდების შესახებ საინჟინრო პრაქტიკის პრობლემების გადასაჭრელად. ჰიდრომექანიკისგან განსხვავებით (იხ. ჰიდრომექანიკა), გ.... ... დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია
მცურავი სხეულების მდგომარეობა
სითხეში ან აირში მდებარე სხეულის ქცევა დამოკიდებულია სიმძიმის მოდულებსა და არქიმედეს ძალას შორის ურთიერთობაზე, რომელიც მოქმედებს ამ სხეულზე. შესაძლებელია შემდეგი სამი შემთხვევა:
· – სხეული იხრჩობა;
· –
· –
კიდევ ერთი ფორმულირება (სად – სხეულის სიმკვრივე, – საშუალო სიმკვრივე, რომელშიც ის ჩაეფლო):
· – სხეული იხრჩობა;
· – სხეული ცურავს სითხეში ან აირში;
· – სხეული ცურავს მანამ, სანამ არ დაიწყებს ცურვას.
არქიმედეს ძალის ბუნება
 |
 |
| სურ.94. |
სითხის მხრიდან ჩაძირულ სხეულზე მოქმედი ძალის ბუნების გასაგებად საკმარისია მარტივი მაგალითის განხილვა (სურ. 94).
კუბი კიდეზე ჩაეფლო წყალში და წყალიც და კუბიც უმოძრაოა. ცნობილია, რომ მძიმე სითხეში წნევა იზრდება სიღრმის პროპორციულად - აშკარაა, რომ სითხის უფრო მაღალი სვეტი უფრო ძლიერად აჭერს ფუძეს. გაცილებით ნაკლებად აშკარაა (ან სულაც არ არის აშკარა), რომ ეს წნევა მოქმედებს არა მხოლოდ ქვევით, არამედ გვერდით და ზევითაც იმავე ინტენსივობით - ეს არის პასკალის კანონი.
თუ გავითვალისწინებთ კუბზე მოქმედ ძალებს (ნახ. 94), მაშინ აშკარა სიმეტრიის გამო, მოპირდაპირე მხარეს მყოფი ძალები თანაბარი და საპირისპიროა მიმართული - ისინი ცდილობენ შეკუმშონ კუბი, მაგრამ ვერ ახდენენ გავლენას მის ბალანსზე ან მოძრაობაზე. . რჩება ძალები, რომლებიც მოქმედებს ზედა და ქვედა სახეებზე. იყოს ზედა სახის ჩაძირვის სიღრმე, იყოს სითხის სიმკვრივე, იყოს სიმძიმის აჩქარება; მაშინ ზედა სახეზე წნევა უდრის^
და ბოლოში:
.
წნევის ძალა უდრის წნევას გამრავლებული ფართობზე, ე.ი.
სად არის კუბის კიდე და ძალა მიმართულია ქვევით და ძალა მიმართულია ზემოთ. ამრიგად, სითხის მოქმედება კუბზე მცირდება ორ ძალამდე - და განისაზღვრება მათი განსხვავებებით, რაც არის წევის ძალა:
ძალა აძლიერებს, რადგან ქვედა კიდე ბუნებრივად მდებარეობს ზედა კიდის ქვემოთ და ზევით მოქმედი ძალა უფრო მეტია, ვიდრე ქვევით მოქმედი ძალა. მაგნიტუდა 
სხეულის (კუბის) მოცულობის ტოლი გამრავლებული სითხის ერთი კუბური სანტიმეტრის წონაზე (თუ ავიღებთ 1 სმ სიგრძის ერთეულს). სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გამაძლიერებელი ძალა, რომელსაც ხშირად უწოდებენ არქიმედეს ძალას, უდრის სითხის წონას სხეულის მოცულობაში და მიმართულია ზემოთ.
მაგალითი.თუ სხეული არაერთგვაროვანია და მისი სიმძიმის ცენტრი არ ემთხვევა მის მიერ გადაადგილებული სითხის მოცულობის სიმძიმის ცენტრს, მაშინ ხდება სხეულის ბრუნვაც.
 ბრინჯი. 95. |
მოდი, მცურავი სხეული (გემის მოდელი) გადავიტანოთ წონასწორული მდგომარეობიდან მისი ოდნავ დახრით (სურ. 95).
ამ შემთხვევაში შეიცვლება გემის წყალქვეშა ნაწილის მოცულობა, ასევე შეიცვლება მავალი ძალა და მისი გამოყენების წერტილი სხეულის უფრო ჩაძირული ნაწილისკენ გადაინაცვლებს. შედეგად მიღებული ძალების წყვილი (სიმძიმის და წევის ძალა) დააბრუნებს სხეულს თავდაპირველ მდგომარეობას, თუ წევის ძალის მიმართულება გადაიკვეთება ხაზთან, რომელიც შეიცავს სხეულის სიმძიმის ცენტრს. თუ გადაკვეთის წერტილი სიმძიმის ცენტრის ქვემოთაა, სხეული გადაბრუნდება. გემის სტაბილურობისთვის წერტილი უნდა განთავსდეს ამ უკანასკნელის სიმძიმის ცენტრის ზემოთ. მცურავი ჭურჭლის მიერ გადაადგილებული წყლის რაოდენობას ე.წ გადაადგილება.
ჰიდროაეროდინამიკის საგანი
ჰიდროაეროდინამიკა არის ჰიდროაეროდინამიკის ფილიალი, რომელშიც შესწავლილია სითხეებისა და აირების მოძრაობა და მათი ურთიერთქმედება მყარ სხეულებთან.
განვიხილოთ მოძრავი სითხე. სითხის მოძრაობა ე.წ დენით, ხოლო მოძრავი სითხის ნაწილაკების ნაკრები არის ნაკადი. გრაფიკულად, სითხეების მოძრაობა გამოსახულია ნაკადების გამოყენებით.
 ბრინჯი. 96. |
სითხის მექანიკაში გამარტივება არის ხაზი, რომლის თითოეულ წერტილში მასზე ტანგენსი ემთხვევა მიმართულებით ნაწილაკების სიჩქარის ვექტორს დროის მოცემულ მომენტში(სურ. 96).
ნაკადების ხაზები ისეა დახატული, რომ მათი სიმკვრივე, რომელიც ხასიათდება ხაზების რაოდენობის შეფარდებით იმ ზედაპირის ფართობთან, რომელზედაც ისინი პერპენდიკულარულია, მეტი იყოს იქ, სადაც სითხის ნაკადის სიჩქარე მეტია და ნაკლები იქ, სადაც სითხე მიედინება. უფრო ნელა.
სითხის ნაწილს, რომელიც შემოსაზღვრულია ნაკადებით, ეწოდება მიმდინარე მილი(სურ. 97).
სტაბილური მოძრაობის შემთხვევაში, მიმდინარე მილი ჰგავს მილს კედლებით, რომლის შიგნით სითხე მიედინება მუდმივი დინების სიჩქარით.
 ბრინჯი. 97. მიმდინარე მილი. – სიჩქარის ვექტორები შესაბამის წერტილებზე. |
სითხეების ან აირების მოძრაობა რთული ფენომენია. მის აღსაწერად გამოყენებულია სხვადასხვა გამარტივებული დაშვება (მოდელები) შემოვიფარგლოთ სითხის მოძრაობის უმარტივესი შემთხვევით, როდესაც დაკმაყოფილებულია შემდეგი პირობები:
1). სითხე შეკუმშვადია.
გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ სითხეებისა და აირების შეკუმშვა შეიძლება უგულებელვყოთ, როდესაც მათი სიჩქარე მცირეა ხმის სიჩქარესთან შედარებით.
2). სითხე იდეალურია (ანუ მოძრავ ფენებს შორის შიდა ხახუნის გარეშე). როდესაც იდეალური სითხე მოძრაობს, არ ხდება მექანიკური ენერგიის შიდა ენერგიად გარდაქმნა, ამიტომ მექანიკური ენერგიის შენარჩუნების კანონი დაკმაყოფილებულია.
რეალური სითხეებისა და აირების მოძრაობა ყოველთვის ხასიათდება სიბლანტეთ.
3). სითხის მოძრაობა სტაბილურია (სტაციონარული).
სითხის ნაკადს სტაციონარული ეწოდება, თუ მიმდინარე ხაზების ფორმა და მდებარეობა, და ასევე სიჩქარის მნიშვნელობები თითოეულ მომენტში არ იცვლება დროთა განმავლობაში(სტაციონარული ნაკადით არ არის მორევები).
სიბლანტე
იდეალური სითხე არის აბსტრაქცია. ყველა ნამდვილ სითხეს აქვს სიბლანტე (შიდა ხახუნის). სიბლანტე გამოიხატება იმაში, რომ მოძრაობა, რომელიც ხდება სითხეში ან აირში, თანდათან წყდება მისი გამომწვევი მიზეზების მოქმედების შეწყვეტის შემდეგ. სიბლანტეზე საუბრისას ვგულისხმობთ თხევად, წვეთოვან-თხევად და დრეკად-თხევად სხეულებს.
სიბლანტე არის ნივთიერებების მნიშვნელოვანი ფიზიკური და ქიმიური მახასიათებელი. სიბლანტის მნიშვნელობა მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული სითხეებისა და გაზების მილების (ნავთსადენები, გაზსადენები) გადატუმბვისას.
სიბლანტე(შიდა ხახუნის )–1).გადაცემის ერთ-ერთი ფენომენი, სითხის სხეულების (სითხეებისა და აირების) თვისება, წინააღმდეგობა გაუწიონ მათი ერთი ნაწილის მოძრაობას მეორესთან მიმართებაში.; 2).აირებისა და სითხეების თვისება, წინააღმდეგობა გაუწიონ ერთი ნაწილის შეუქცევად მოძრაობას მეორესთან მიმართებაში ათვლის, გაჭიმვის და სხვა სახის დეფორმაციის დროს.შედეგად, ამ მოძრაობაზე დახარჯული სამუშაო სითბოს სახით იშლება.
სიბლანტის ძალები (შიდა ხახუნის ძალები) წარმოიქმნება სითხის (აირის) ფენების შედარებითი მოძრაობის დროს. ისინი გამოიყენება სითხის ფენებზე და მოქმედებენ მათზე ტანგენციურად. ერთმანეთთან შედარებით მოძრავი ორი ფენა ურთიერთქმედებს ინტერფეისის გასწვრივ შიდა ხახუნის ძალებით ტოლი სიდიდით და საპირისპირო მიმართულებით. ასეთი ძალების გაჩენის ფიზიკური მიზეზები განსხვავებულია სითხეებისა და გაზებისთვის.
სითხეებში ეს ძალები ძირითადად განპირობებულია სხვადასხვა ფენების კუთვნილ მოლეკულებს შორის ადჰეზიით. აირებში მოლეკულებს შორის შეკრულობა დაბალია, მაგრამ მათი მობილურობა მაღალია. მაშასადამე, აირებში შიდა ხახუნის ძალების ფორმირება ძირითადად მოძრავ ფენებს შორის მოლეკულების გაცვლის გამო ხდება. თუმცა, ორივე შემთხვევაში (როგორც სითხეებში, ასევე აირებში) მოძრავ ფენებს შორის არის იმპულსის გადაცემა.
მყარი ნივთიერებების სიბლანტეს აქვს მთელი რიგი სპეციფიკური მახასიათებლები და ჩვეულებრივ განიხილება ცალკე.
სიჩქარის ცვლილება ფენიდან შრეში კოორდინატების გაზრდით ხდება წრფივი კანონის მიხედვით (ნახ. 99).
გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ თითოეულ ფენაზე მოქმედებს ფენების ფართობის პროპორციული ძალა და მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს ფენების სიჩქარის ცვლილების სიჩქარეს ფენიდან ფენაზე გადასვლისას, ე.ი. ფენების პერპენდიკულარული მიმართულება: . რაოდენობას ე.წ სიჩქარის გრადიენტი.
სითხის ლამინარული ათვლის დროს ორ სიბრტყე პარალელურ ფირფიტას შორის, რომელთა ზედა მოძრაობს მუდმივი სიჩქარით ძალის ზემოქმედებით, ხოლო ქვედა ფირფიტა სტაციონარულია, სითხის ფენები მოძრაობენ სხვადასხვა სიჩქარით - მაქსიმუმ ზედა ფირფიტაზე. ბოლოში ნულამდე (სურ. 99). ამ შემთხვევაში, ტანგენციალური დაძაბულობა არის , და დაძაბულობის სიჩქარე არის , სად არის ფირფიტების ფართობი და არის მანძილი მათ შორის. ნიუტონის სითხეები არის ისეთები, რომელთა სიბლანტე არ არის დამოკიდებული დეფორმაციის სიჩქარეზე.
ბლანტი ნაკადის ძირითადი კანონი დაადგინა ი. ნიუტონმა (1687):
სად - ტანგენციალური (ტანგენციალური) ძალა, რომელიც იწვევს თხევადი (აირის) ფენების ერთმანეთთან შედარებით ცვლას; – ფენის ფართობი, რომლის გასწვრივ ხდება ცვლა; - დინამიური სიბლანტის კოეფიციენტი(ან უბრალოდ სიბლანტე).
ათვლის ძაბვის ცნების გამოყენებით ნიუტონის კანონის ფორმულა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც: . ზოგადად, ათვლის ძაბვა არ არის იგივე ზედაპირის სხვადასხვა წერტილში. ზედაპირის ელემენტზე მოქმედი ბლანტი ძალა უდრის: . ამრიგად, მთლიანი ბლანტი ძალა არის:
სიბლანტის მნიშვნელობა დამოკიდებულია სითხის (გაზის) ტიპზე და ტემპერატურაზე.
სითხეებისა და აირების სიბლანტის ტემპერატურაზე დამოკიდებულების ბუნება განსხვავებულია. სითხეებისთვის ის მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად და იზრდება წნევის მატებასთან ერთად; ხოლო აირებისთვის, პირიქით, სიბლანტე იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ეს უკანასკნელი მიუთითებს მათში შიდა ხახუნის მექანიზმების განსხვავებაზე. ზეთების სიბლანტე განსაკუთრებით დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. ფიზიკოსმა პ. ნივთიერების გადასვლა თხევადიდან შუშის მდგომარეობაში ჩვეულებრივ ასოცირდება რიგის სიბლანტის მიღწევასთან. 
.
დინამიურ სიბლანტესთან ერთად, კონცეფცია გამოიყენება კინემატიკური სიბლანტე:
სად არის ნივთიერების სიმკვრივე.
რაოდენობას ე.წ სითხე.
ტექნიკურ მეცნიერებებში კონცეფცია ხშირად გამოიყენება შედარებითი სიბლანტე, რომელიც გაგებულია, როგორც ხსნარის დინამიური სიბლანტის კოეფიციენტის თანაფარდობა სუფთა გამხსნელის დინამიური სიბლანტის კოეფიციენტთან: , სად არის ხსნარის დინამიური სიბლანტე; - გამხსნელის დინამიური სიბლანტე.
ფენოვანი ნაკადი სიჩქარის გრადიენტით ჩვეულებრივ ხდება ასე. მოლეკულური ადჰეზიის შედეგად, თხევადი თხელი ფენა „ეწებება“ მყარი ნივთიერების ზედაპირს. და თუ ეს სხეული მოძრაობს სითხესთან შედარებით, მაშინ მასთან ერთად მოძრაობს დამაგრებული ფენაც, რომელიც ბლანტი ხახუნის ძალების წყალობით ათრევს მეზობელ ფენას და ეს, თავის მხრივ, ათრევს შემდეგ ფენას და ა.შ. სხეულის ზედაპირიდან პერპენდიკულარული მიმართულებით მოშორებისას სითხის ფენების სიჩქარე მცირდება, რაც ნიშნავს სიჩქარის გრადიენტის გაჩენას.
გაზის სიბლანტე
აირების კინეტიკურ თეორიაში შიდა ხახუნის კოეფიციენტი გამოითვლება ფორმულით:
სადაც არის მოლეკულების თერმული მოძრაობის საშუალო სიჩქარე, არის საშუალო თავისუფალი გზა. ამ გამონათქვამიდან, კერძოდ, გამომდინარეობს, რომ არც თუ ისე იშვიათი აირების სიბლანტე პრაქტიკულად დამოუკიდებელია წნევისგან, რადგან სიმკვრივე პირდაპირპროპორციულია წნევისა და უკუპროპორციული.
ტემპერატურის მატებასთან ერთად, გაზების უმეტესობის სიბლანტე იზრდება, ეს აიხსნება გაზის მოლეკულების საშუალო სიჩქარის ზრდით, რაც იზრდება ტემპერატურასთან ერთად.
სიბლანტის გაზომვის მოწყობილობას ე.წ ვისკომეტრი.
ხარისხობრივად მნიშვნელოვანი განსხვავება ბლანტი ხახუნის ძალებსა და მშრალ ხახუნს შორის არის ის, რომ სხეული მხოლოდ ბლანტი ხახუნის და თვითნებურად მცირე გარეგანი ძალის არსებობისას აუცილებლად დაიწყებს მოძრაობას, ე.ი. ბლანტი ხახუნისთვის არ არის სტატიკური ხახუნი და პირიქით - მხოლოდ ბლანტი ხახუნის გავლენის ქვეშ, სხეული, რომელიც თავდაპირველად მოძრაობდა, არასოდეს შეჩერდება (მაკროსკოპული მიახლოების ფარგლებში, რომელიც უგულებელყოფს ბრაუნის მოძრაობას), თუმცა მოძრაობა უსასრულოდ შენელდება.
ლამინარული და ტურბულენტური სითხის ნაკადის რეჟიმები
სითხის ნაკადის ორი რეჟიმი არსებობს: ლამინარულიდა ტურბულენტური.
 ბრინჯი. 100. |
ლამინარული ნაკადი(ლათ. ლამინა- "ფირფიტა") - სითხისა და აირის მოწესრიგებული ნაკადი, რომელ სითხეში(გაზი) მოძრაობს თითქოს ფენებად, დინების მიმართულების პარალელურად(სურ. 100).
იდეალური სითხის სტაბილური ნაკადი ყოველთვის ლამინარულია ნებისმიერი დინების სიჩქარით, რადგან ასეთ სითხეში არ არსებობს შიდა ხახუნის ძალები. რეალური სითხეების შემთხვევაში, ლამინარული ნაკადი შეინიშნება ძალიან ბლანტი სითხეებში ან ნაკადებში, რომლებიც წარმოიქმნება საკმაოდ დაბალი სიჩქარით, ასევე, როდესაც სითხე ნელა მიედინება პატარა სხეულების გარშემო. კერძოდ, ლამინარული ნაკადი ხდება ვიწრო (კაპილარულ) მილებში, ლუბრიკანტის ფენაში საკისრებში, თხელ სასაზღვრო ფენაში, რომელიც წარმოიქმნება მათ გარშემო სითხე ან გაზი მიედინება და ა.შ.
ტურბულენტური ნაკადი(ლათ. ტურბულენტუსი– ქარიშხალი, უწესრიგო) – სითხის ან აირის ნაკადის ფორმა, რომელშიც მათი ელემენტები ასრულებენ არასტაბილურ მოძრაობებს რთული ტრაექტორიების გასწვრივ, რაც იწვევს სითხის ან აირის ფენებს შორის ინტენსიურ შერევას(სურ. 102).
სითხეებისა და აირების ნაკადების უმეტესობა ტურბულენტულია როგორც ბუნებით (ჰაერის მოძრაობა დედამიწის ატმოსფეროში, წყალი მდინარეებში და ზღვებში, გაზი მზისა და ვარსკვლავების ატმოსფეროში და ვარსკვლავთშორის ნისლეულებში და ა.შ.), ასევე ტექნიკურ მოწყობილობებში (მილები, არხები, ჭავლები, სასაზღვრო ფენებში მყარ სხეულებთან, ასეთი სხეულების კვალდაკვალ და ა.შ.).
ტურბულენტური ნაკადი არასტაბილურია: სიჩქარე და წნევა დინების თითოეულ წერტილში მერყეობს გარკვეული საშუალო მნიშვნელობების გარშემო. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ტურბულენტური დინების დროს სითხის ნაწილაკები იძენენ სიჩქარის კომპონენტებს დინების პერპენდიკულარულად, ასე რომ მათ შეუძლიათ გადავიდნენ ერთი ფენიდან მეორეზე და მათი სიჩქარე სხვადასხვა ფენებში ოდნავ განსხვავდება.
სითხის ფენების შერევის შედეგად ნაკადის საშუალო სიჩქარე თითქმის ერთნაირია ნაკადის მილის (მილის) მთელ კვეთაზე. მხოლოდ მილის კედლების მიმდებარე ძალიან თხელ ფენაში სიჩქარე სწრაფად ეცემა ნულამდე. ტურბულენტური დინების საშუალო სიჩქარის ცვლილება მილის ღერძიდან დაშორების მიხედვით ნაჩვენებია ნახ. 103.
 ბრინჯი. 103. |
ინგლისელმა მეცნიერმა ო. რეინოლდსმა დაამტკიცა, რომ სითხის ნაკადის ბუნება დამოკიდებულია უგანზომილებიან რაოდენობაზე ე.წ. რეინოლდსის ნომერი: სად არის კინემატიკური სიბლანტე, არის სითხის ნაკადის საშუალო სიჩქარე მილის განივი მონაკვეთზე, – დამახასიათებელი ხაზოვანი განზომილება, მაგალითად, მილის დიამეტრი.
გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ რეინოლდსის ნომრის მცირე მნიშვნელობებში სითხის (გაზის) ნაკადი ლამინარულია, ხოლო დიდი მნიშვნელობებით - ტურბულენტური.
რეინოლდსის რიცხვის მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს ლამინარული ნაკადიდან ტურბულენტურ ნაკადზე გადასვლას, ეწოდება კრიტიკული.– .
ნორმალურ პირობებში მრგვალ მილებში სითხის (აირების) დინების ექსპერიმენტული შესწავლით დადგინდა, რომ.
თუ რაიმე ნაკადისთვის, მაშინ დინება ლამინარული იქნება, თუ - დინება ტურბულენტური. როდესაც ახლოსაა, ლამინარული ნაკადი არასტაბილურია და ძალიან მგრძნობიარეა სხვადასხვა ფაქტორების მიმართ (მკვეთრი გადასვლები მილში, კედლის უხეშობა, ვიბრაცია და ა.შ.). ამ ფაქტორების აღმოფხვრით, შესაძლებელია უზრუნველყოს ლამინარული ნაკადის შენარჩუნება მნიშვნელობის მდე. ამ ფენომენს ე.წ ლამინარული რეჟიმის გამკაცრება.„გამკაცრება“ დიდ პრაქტიკულ მნიშვნელობას იძენს გაზისა და ნავთობსადენების გრძელი ხაზების შექმნასთან დაკავშირებით, რადგან ლამინურ ნაკადში შიდა ხახუნის ძალები მნიშვნელოვნად ნაკლებია, ვიდრე ტურბულენტურ ნაკადში: იმავე დინების სიჩქარით, ლამინირებულ ნაკადში სითხის გადატუმბვა მოითხოვს უფრო მცირე წნევის ვარდნას, ე.ი. ნაკლები ენერგიის მოხმარება.
რეაქტიული უწყვეტობის განტოლება
 სურ. 104. |
განვიხილოთ ცვლადი განივი კვეთის მიმდინარე მილი და რომლის მეშვეობითაც იდეალური შეუკუმშვადი სითხე მიედინება (სურ. 104).
დროთა განმავლობაში, სითხის მოცულობა გადის მონაკვეთზე, ხოლო სითხის მოცულობა გადის მონაკვეთზე. . შესაბამისად, სითხის მოცულობა გაივლის იმ მონაკვეთს, სადაც არის სითხის ნაკადის სიჩქარე მონაკვეთში, ხოლო განყოფილებაში - , სადაც არის სითხის ნაკადის სიჩქარე მონაკვეთში. ს 2 .
ვინაიდან სითხე შეკუმშვადია, სითხის იგივე მოცულობა გაივლის მონაკვეთში, როგორც განყოფილებაში, ე.ი. .
იდეალური შეკუმშვადი სითხის სტაბილური ნაკადის სიჩქარისა და ნაკადის მილის ჯვრის მონაკვეთის ნამრავლი არის მუდმივი მნიშვნელობა მოცემული ნაკადის მილისთვის.:
ბოლო მიმართება, რომელიც გამოხატავს მასის კონსერვაციის კანონს სითხის (არის) ნებისმიერი მოცულობისთვის, ე.წ ჭავლური უწყვეტობის განტოლება.
შედეგიჭავლური უწყვეტობის განტოლებიდან: თუ სითხე მოძრაობს ცვლადი განივი კვეთის მილში, მაშინ მისი მოძრაობის სიჩქარე უკუპროპორციულია მილების კვეთის ფართობთან: .
რეალური სითხის ნაწილაკები ექვემდებარება ხახუნის ძალებს მილის კედლებიდან და მეზობელი ნაწილაკებიდან. აქედან გამომდინარე, მილის ჯვარედინი განყოფილებაში თხევადი ნაწილაკების სიჩქარე განსხვავებულია: ის მაქსიმალურია მილის ცენტრში და მცირდება ნულამდე მის კედლებთან. ამ შემთხვევაში, უწყვეტობის განტოლების ფორმულაში ეს არის საშუალოსითხის ნაკადის სიჩქარე მოცემულ მონაკვეთში.
ბერნულის განტოლება
იდეალური და შეკუმშვადი სითხის სტაციონარული ნაკადისთვის მექანიკური ენერგიის შენარჩუნების კანონის შედეგია 1738 წელს ჩამოყალიბებული ბერნულის განტოლება.
 ბრინჯი. 105. |
განიხილება იდეალური შეკუმშვადი სითხის სტაციონარული მოძრაობა ცვლადი განივი კვეთის მილში (სურ. 105). მილის სხვადასხვა ნაწილი სხვადასხვა სიმაღლეზეა.
მექანიკური ენერგიის შენარჩუნების კანონისა და ჭავლური უწყვეტობის განტოლების საფუძველზე დ.ბერნულმა მიიღო შემდეგი განტოლება:
,
სად არის სითხის სიმკვრივე, არის დინამიური წნევა, არის ჰიდროსტატიკური წნევა, არის სტატიკური წნევა (სითხის წნევა სხეულის ზედაპირზე ნაკადში).
იდეალური სითხის სტაციონალურ ნაკადში, მთლიანი წნევა, რომელიც უდრის სტატიკური, დინამიური და ჰიდროსტატიკური წნევის ჯამს, ერთნაირია ნაკადის მილის ყველა ჯვარედინი მონაკვეთზე.
ჰორიზონტალური დენის მილისთვის, ბერნულის განტოლება იღებს ფორმას:
,
სად არის მთლიანი წნევა.
ბერნულის განტოლებიდან და უწყვეტობის განტოლებიდან გამომდინარეობს, რომ როდესაც სითხე მიედინება ჰორიზონტალურ მილში, რომელსაც აქვს სხვადასხვა მონაკვეთი, სითხის ნაკადის სიჩქარე უფრო დიდია შევიწროების ადგილებში, ხოლო სტატიკური წნევა უფრო ფართო ადგილებში, ე.ი. სადაც სიჩქარე უფრო დაბალია.
ბერნულის განტოლება კარგად მუშაობს რეალურ სითხეებზე, რომელთა შიდა ხახუნი მცირეა. ამიტომ, ბერნულის განტოლება ფართოდ გამოიყენება ჰიდრავლიკაში მილსადენებში სითხეებისა და აირების ნაკადის გაანგარიშებისას, კომპრესორების, ტურბინების, ტუმბოების და სხვა ჰიდრავლიკური და გაზის მანქანების გაანგარიშებისას.
ბერნულის განტოლების თეორიული დასაბუთება
გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, კვეთის მქონე მილში სითხე მოძრაობს , ხოლო განივი კვეთის მილში - ით, სადაც და არის მილებში თხევადი ნაწილაკების სიჩქარე.
შეკუმშვის პირობა იწერება შემდეგნაირად:
ან ,
აქ არის სითხის მოცულობა, რომელიც მიედინება მონაკვეთებში და.
ამრიგად, როდესაც სითხე მილის დიდი კვეთის მონაკვეთიდან უფრო მცირე კვეთის მონაკვეთზე გადადის, დინების სიჩქარე იზრდება, ე.ი. სითხე მოძრაობს აჩქარებით. ამიტომ სითხეზე მოქმედებს ძალა. ჰორიზონტალურ მილში ეს ძალა შეიძლება წარმოიშვას მხოლოდ მილის ფართო და ვიწრო მონაკვეთებში წნევის სხვაობის გამო. მილის ფართო მონაკვეთზე წნევა უნდა იყოს უფრო დიდი ვიდრე ვიწრო მონაკვეთზე. თუ მილის მონაკვეთები განლაგებულია სხვადასხვა სიმაღლეზე, მაშინ სითხის აჩქარება გამოწვეულია სიმძიმისა და წნევის კომბინირებული მოქმედებით. წნევის ძალა არის სითხის შეკუმშვის ელასტიური ძალა. სითხის შეკუმშვა ნიშნავს მხოლოდ იმას, რომ ელასტიური ძალების გამოჩენა ხდება სითხის ნებისმიერი ნაწილის მოცულობის უმნიშვნელო ცვლილებით.
ვინაიდან სითხე ითვლება იდეალურად, ის მიედინება მილში ხახუნის გარეშე. ამრიგად, მექანიკური ენერგიის შენარჩუნების კანონი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მის ნაკადზე.
სითხის გადაადგილებისას წნევის ძალები მუშაობენ:
წნევის ძალების მუშაობა ტოლია სითხის ელასტიური დეფორმაციის პოტენციური ენერგიის ცვლილებას, საპირისპირო ნიშნით აღებული.
ცვლილებები, რომლებიც დროთა განმავლობაში მოხდა სითხის შერჩეულ ნაწილში, ნაწილებს შორის ჩასმული და დროის საწყის მომენტში, მუდმივი დინების დროს, მცირდება სითხის მასის მოძრაობამდე (არის სითხის სიმკვრივე) მილის ერთი ნაწილი განივი კვეთით მეორე ნაწილზე კვეთით (დაჩრდილული მოცულობები ნახ. 105). ამ მასისთვის მექანიკური ენერგიის შენარჩუნების კანონს აქვს ფორმა:
,
სად და არის მასის ჯამური მექანიკური ენერგია გრავიტაციულ ველში:
,
.
ეს გულისხმობს:
.
ეს არის ბერნულის განტოლება. აქედან გამომდინარეობს, რომ თანხა არის:
.
უცვლელი რჩება მთელი მილის გასწვრივ.
ბერნულის განტოლება შეიძლება გამოყენებულ იქნას აეროდინამიკის საკმაოდ ფართო კლასში.
მაგალითები.
1). განვიხილოთ სითხის გადინება ფართო ჭურჭლიდან (სურ. 106).
 ბრინჯი. 106. |
ვინაიდან სითხის სიჩქარე ფართო ჭურჭელში ზედაპირთან ახლოს არის უმნიშვნელო, ბერნულის განტოლება იღებს ფორმას:
,
სად არის ატმოსფერული წნევა და არის სიმაღლის სხვაობა ნაკადის გასწვრივ. ამრიგად,
გადინების სიჩქარის ამ გამოხატულებას ტორიჩელის ფორმულა ეწოდება. ჭურჭლის ნახვრეტიდან იდეალური სითხის გადინების სიჩქარე იგივეა, რაც როდესაც სხეული თავისუფლად ეცემა სიმაღლიდან საწყისი სიჩქარის გარეშე.
2). თვითმფრინავის ფრთის ლიფტი
ამ პრობლემის მკაცრი თეორიული გადაწყვეტა უკიდურესად რთულია და ძალების შესასწავლად ჩვეულებრივ გამოიყენება ექსპერიმენტული მეთოდები. ბერნულის განტოლება საშუალებას გვაძლევს მივცეთ მხოლოდ თვისებრივი ახსნა ფრთის ამწევის გაჩენის შესახებ. ნახაზი 107 გვიჩვენებს ჰაერის ნაკადის ხაზებს, როდესაც ის მიედინება თვითმფრინავის ფრთის გარშემო. სპეციალური ფრთის პროფილის და ყოფნის გამო შეტევის კუთხე, ე.ი. ფრთის კუთხე შემომავალი ჰაერის ნაკადთან მიმართებაში, ფრთის ზემოთ ჰაერის ნაკადის სიჩქარე უფრო დიდი აღმოჩნდება, ვიდრე ფრთის ქვეშ. მაშასადამე, ნახ. 107-ზე, ფრთის ზემოთ ნაკადები განლაგებულია ერთმანეთთან უფრო ახლოს, ვიდრე ფრთის ქვეშ. ბერნულის განტოლებიდან გამომდინარეობს, რომ წნევა ფრთის ქვედა ნაწილში უფრო დიდი იქნება, ვიდრე ზედა; შედეგად, ძალა ჩნდება ფრთაზე. ამ ძალის ვერტიკალურ კომპონენტს ლიფტი ეწოდება. ამწევი ძალა ანაზღაურებს თვითმფრინავზე მოქმედი სიმძიმის ძალას და ამით შესაძლებელს ხდის მძიმე თვითმფრინავებს ჰაერში ფრენას. ჰორიზონტალური კომპონენტი წარმოადგენს საშუალო წინააღმდეგობის ძალას.
თვითმფრინავის ფრთის ამწევი ძალის თეორია შეიქმნა N.E. მან აჩვენა, რომ როდესაც ფრთის გარშემო მიედინება, ბლანტი ხახუნის ძალები ზედაპირულ ფენაში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს. მათი მოქმედების შედეგად ხდება წრიული მოძრაობა (მიმოქცევა ) ჰაერი ფრთის გარშემო (მწვანე ისრები სურ. 107). ფრთის ზედა ნაწილში შემომავალი დინების სიჩქარეს ემატება მოცირკულირე ჰაერის სიჩქარე, ქვედა ნაწილში ეს სიჩქარეები მიმართულია საპირისპირო მიმართულებით. ეს იწვევს წნევის განსხვავებას და ამწევის გამოჩენას.
ჰაერის ცირკულაცია, რომელიც გამოწვეულია ბლანტი ხახუნის ძალებით, ასევე ხდება მბრუნავი სხეულის გარშემო (მაგალითად, ცილინდრი). როდესაც ცილინდრი ბრუნავს, ის ჰაერის მეზობელ ფენებს ატარებს, რაც იწვევს მის ცირკულაციას. თუ ასეთი ცილინდრი დამონტაჟდება შემომავალ ჰაერის ნაკადში, წარმოიქმნება გვერდითი წნევის ძალა, თვითმფრინავის ფრთის ამწევი ძალის მსგავსი. ამ ფენომენს მაგნუსის ეფექტს უწოდებენ.
ნახ. 108 ასახავს თავისუფალი ნაკადის ნაკადს მბრუნავი ცილინდრის გარშემო. მაგნუსის ეფექტი თავს იჩენს, მაგალითად, როცა ჩოგბურთის ან ფეხბურთის თამაშისას მრუდი ბურთი დაფრინავს.
უკან წინ
ყურადღება! სლაიდების გადახედვა მხოლოდ საინფორმაციო მიზნებისთვისაა და შეიძლება არ წარმოადგენდეს პრეზენტაციის ყველა მახასიათებელს. თუ გაინტერესებთ ეს ნამუშევარი, გთხოვთ გადმოწეროთ სრული ვერსია.
გაკვეთილის მიზნები:
- საგანმანათლებლო: მოსწავლეთა ცოდნის, უნარების კონსოლიდაცია და ექსპერიმენტების ჩატარება, კვლევის ჩატარების უნარი - „საცურაო სხეულები“.
- განმავითარებელი: ასწავლოს მოსწავლეებს ცოდნის გამოყენება ახალ სიტუაციაში, განუვითაროს მიმდებარე ფენომენების ახსნის უნარი.
- საგანმანათლებლო: პრაქტიკული, დამოუკიდებელი მუშაობის ფორმირება მათი მომზადების დონის გათვალისწინებით.
გაკვეთილის მიზნები:
- საგანმანათლებლო: არქიმედეს ძალის შესწავლილ კონცეფციაზე დაფუძნებული მცურავი სხეულების პირობების მოსწავლეთა გაგება, მოსწავლეთა პრაქტიკული უნარ-ჩვევების გამომუშავება დინამომეტრისა და საზომი ჭიქის გამოყენებით არქიმედეს ძალის განსაზღვრაში, ექსპერიმენტული დავალებების შედეგების საფუძველზე დასკვნების გამოტანა.
- განმავითარებელი: განავითაროს მოსწავლეთა შემოქმედებითი აქტივობა და შემოქმედებითი შესაძლებლობები.
- საგანმანათლებლო: აჩვენებს სხეულთა მცურავი პირობების გამოყენებას ტექნოლოგიასა და ეროვნულ ეკონომიკაში.
აღჭურვილობა:ლაბორატორიული ჭურჭელი წყლით, ზეთით; სხვადასხვა სიმკვრივის სხეულების ნაკრები; ხის და ქაფის კუბურები იმავე ზომის; კარტოფილის ტუბერი; საცდელი მილი სუფრის მარილით; პლასტილინი; საცდელი მილები ქვიშით; ქაფიანი პლასტმასისგან დამზადებული მართკუთხა პარალელეპიპედი; დინამომეტრები; წონები; ჭიქები.
გაკვეთილების დროს
ᲛᲔ. საორგანიზაციო მომენტი (სლაიდები 1-2)
Მოტივაცია. ფსიქოლოგიური კლიმატის შექმნა
ხალხს ყოველთვის აინტერესებდა კითხვა: „როგორ ბანაობენ ადამიანები? რატომ არ სჭირდებათ წყლის ცხოველებს ძლიერი ჩონჩხები? როგორ არეგულირებენ ვეშაპები ჩაყვინთვის სიღრმეს? როგორ მიცურავს გემები?
დღევანდელი გაკვეთილის შინაარსი დაგვეხმარება, რატომ ცურავს ზოგიერთი სხეული სითხის ზედაპირზე, ზოგი კი იძირება, რატომ შეუძლიათ გემებს, წყალქვეშა ნავებს, ბუშტებსა და საჰაერო ხომალდებს.
II. მოსწავლეთა საბაზისო ცოდნის განახლება
ფრონტალური გამოკვლევა.
მიღება - საუბარი.
მეთოდი რეპროდუქციულია.
| მასწავლებლის საქმიანობა | მოსწავლეთა აქტივობა |
| წინა გაკვეთილებზე გავეცანით სითხის გავლენას მასში ჩაძირულ სხეულებზე. რა ძალა ჩნდება სხეულის სითხეში ჩაძირვისას? |
არქიმედეს ძალა. |
| 2. როგორ არის მიმართული ეს ძალა? | ის მიმართულია ვერტიკალურად ზემოთ. |
| 3. რაზეა დამოკიდებული არქიმედეს ძალა? | ეს დამოკიდებულია სხეულის მოცულობაზე და სითხის სიმკვრივეზე. |
| 4. და თუ სხეული ბოლომდე არ არის ჩაძირული სითხეში, მაშინ როგორ განისაზღვრება არქიმედეს ძალა? | შემდეგ, არქიმედეს ძალის გამოსათვლელად, თქვენ უნდა გამოიყენოთ ფორმულა F =?fgV, სადაც V არის სხეულის იმ ნაწილის მოცულობა, რომელიც ჩაეფლო სითხეში. |
| 5. რა გზებით შეიძლება არქიმედეს ძალის ექსპერიმენტულად დადგენა? | თქვენ შეგიძლიათ აწონოთ სხეულის მიერ გადაადგილებული სითხე, მისი წონა არქიმედეს ძალის ტოლი იქნება. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ დინამომეტრის განსხვავება სხეულის ჰაერში და სითხეში აწონვისას, ეს განსხვავება ასევე უდრის არქიმედეს ძალას. თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ სხეულის მოცულობა სახაზავი ან ჭიქის გამოყენებით. სითხის სიმკვრივისა და სხეულის მოცულობის ვიცით, შეგვიძლია გამოვთვალოთ არქიმედეს ძალა. |
ასე რომ, ჩვენ ვიცით, რომ სითხეში ჩაძირულ ნებისმიერ სხეულზე მოქმედებს არქიმედეს ძალა. მაგრამ ზოგიერთი სხეული ცურავს სითხეში, ზოგი იძირება, ზოგი კი ზედაპირზე ამოდის.
III. გაკვეთილის მიზნებისა და ამოცანების ჩამოყალიბება (სლაიდი 4)
დღეს ჩვენ გავარკვევთ. ჩამოვწეროთ გაკვეთილის თემა: „საცურაო სხეულები“. მცურავი სხეულების პირობები“.
შევეცადოთ, გამოცდილებიდან მივიღოთ ყველა ინფორმაცია სხეულების მცურავი პირობების შესახებ. მოდით გამოვიკვლიოთ ეს პირობები.
(სწავლების მეთოდი: კვლევა ) (სლაიდები 5-6)
დამოუკიდებელი მუშაობა წყვილებში მოსწავლეთა შესაძლებლობების დონის მიხედვით. ბიჭებმა მიიღეს ბარათები დავალებებით და შეიქმნა წყვილები. თითოეულს აქვს თავისი დავალება.
– ჩაატარეთ ექსპერიმენტი ინსტრუქციის მიხედვით;
- შეავსეთ ცხრილი;
- მოამზადეთ შეტყობინება ზეპირი პასუხისთვის;
– მოამზადეთ ანგარიში გამოცდილების შესახებ;
-გამოიტანე დასკვნა.
(სამუშაო დრო 15 წუთია. სანამ მოსწავლეები ასრულებენ დავალებებს, მასწავლებელი აკვირდება მათ მუშაობას და უწევს საჭირო დახმარებას. ვინაიდან პასუხები გამოყენებული იქნება ახალი მასალის წარდგენისას, მასწავლებელი ასახავს თანმიმდევრობას, რომლითაც ისინი წარადგენენ მოხსენებას.)
პირველი ვარიანტი:
დააკვირდით შემოთავაზებული სხეულებიდან რომელი იძირება და რომელი ცურავს წყალში; იპოვეთ სახელმძღვანელოს ცხრილში შესაბამისი ნივთიერებების სიმკვრივეები და შეადარეთ ისინი წყლის სიმკვრივეს. წარმოადგინეთ შედეგები ცხრილის სახით:
ამ ამოცანის შესასრულებლად გჭირდებათ ჭურჭელი წყლით და სხეულების ნაკრები: ფოლადის ლურსმანი, ფაიფურის როლიკერი, ტყვიის ნაჭრები, ალუმინი, ორგანული მინა, პოლისტიროლის ქაფი, კორკი, პარაფინი. სხეულები არის ყუთში დანაყოფებით, თითოეული უჯრედი შეიცავს ნივთიერების სახელს.
მეორე ვარიანტი:
შეადარეთ იმავე ზომის ხის და ქაფიანი კუბების წყალში ჩაძირვის სიღრმე; გაარკვიეთ, განსხვავდება თუ არა ხის კუბის ჩაძირვის სიღრმე სხვადასხვა სიმკვრივის სითხეებში. ექსპერიმენტის შედეგი ნაჩვენებია ფიგურაში.
მესამე ვარიანტი:
შეადარეთ არქიმედეს ძალა, რომელიც მოქმედებს თითოეულ საცდელ მილზე მიზიდულობის ძალასთან თითოეულ სინჯარაზე; გამოიტანე დასკვნა.
ამ ამოცანის შესრულებისას გამოიყენება ჭიქა, დინამომეტრი და ორი ქვიშიანი საცდელი მილი (ქვიშიანი სინჯარები უნდა ცურავდეს წყალში, ჩაეფლო სხვადასხვა სიღრმეში).
მეოთხე ვარიანტი:
გააკეთეთ კარტოფილი წყალში მოძრავი. ახსენით ექსპერიმენტის შედეგები. დავალების შესასრულებლად გამოიყენება ჭურჭელი წყლით, სინჯარა სუფრის მარილით, კოვზი და საშუალო ზომის კარტოფილი.
მეხუთე ვარიანტი:
მიიღეთ პლასტილინის ნაჭერი წყალში დასაცურებლად. ახსენით ექსპერიმენტის შედეგები.
დავალების შესასრულებლად გჭირდებათ ჭურჭელი წყლით და პლასტილინის ნაჭერი.
მეექვსე ვარიანტი:
გაარკვიეთ, შეიცვლება თუ არა სინჯარის წყალში ჩაძირვის სიღრმე, თუ: ა) სინჯარის შიგნით მოთავსდება პლასტილინი;
ბ) გარედან მიამაგრეთ სინჯარის ფსკერზე.
ამ დავალების შესრულებისას გამოიყენება ჭურჭელი წყლით, საცდელი მილი და პლასტილინის ნაჭერი.
მეშვიდე ვარიანტი:
გაარკვიეთ, რა სიმძიმის აწევა შეუძლია წყალში ჯოხს (ქაფის პლასტმასის ნაჭერს).
ექსპერიმენტის ჩასატარებლად ქაფიანი პლასტმასისგან წინასწარ იჭრება პატარა ოთხკუთხა პარალელეპიპედი და არჩევენ სხვადასხვა მასის რამდენიმე სხეულს.
IV. ახალი მასალის ახსნა
დიდი რუსი მეცნიერი მ.ვ. ლომონოსოვმა ისაუბრა (სლაიდი 7)
შევეცადოთ ექსპერიმენტებიდან მივიღოთ ყველა ინფორმაცია სხეულების მცურავი პირობების შესახებ. მოდით გამოვიკვლიოთ ეს პირობები. დავალებების შესრულების შემდეგ განვიხილავთ მიღებულ შედეგებს და გავარკვევთ მცურავი სხეულების პირობებს. ექსპერიმენტების დასასრულებლად გამოყოფილია 15 წუთი. გახსენით თქვენი სახელმძღვანელოები 26-ე გვერდზე, სადაც არის სხვადასხვა ნივთიერების სიმკვრივის ცხრილები. ისინი გამოგადგებათ მუშაობის დროს. ყურადღებით წაიკითხეთ თქვენი დავალებები და ეცადეთ არ გადაიტანოთ ყურადღება.
(დავალებები დიფერენცირებულია მოსწავლეთა მომზადების დონის მიხედვით).
ჩაწერეთ ყველა შედეგი თქვენს ნოუთბუქში. თუ ვინმეს გაქვთ რაიმე შეკითხვა, გთხოვთ ასწიოთ ხელი.
(ყველამ მიიღო ბარათი დავალებით და აღჭურვილობით სამუშაოს დასასრულებლად)
- შეასრულეთ ექსპერიმენტი ინსტრუქციის მიხედვით
- შეავსეთ ცხრილი
- მოამზადეთ შეტყობინება ზეპირი პასუხისთვის
- მოამზადეთ ანგარიში გამოცდილების შესახებ
-გამოიტანე დასკვნა.
ჩვენ ვასრულებთ სამუშაოს, დანაჩანგალი მაგიდის კიდეზეა მიწებებული. მოდით გადავიდეთ შედეგების განხილვაზე. ჯერ გავარკვიოთ, რომელი სხეულები ცურავს სითხეში, რომელი იძირება და რომელი ცურავს.
(ბიჭები, რომლებმაც გააკეთეს 1-3 ვარიანტები, პასუხობენ.)
ამრიგად, სხეულის სითხეში ჩაძირვის სიღრმე დამოკიდებულია სითხის სიმკვრივეზე და თავად სხეულზე. დავწეროთ ეს დასკვნები დაფაზე და რვეულებში.
Დაწერე დაფაზე:
(სლაიდი 8)
ჩაძირვის სიღრმე დამოკიდებულია სითხის სიმკვრივეზე და სხეულის ნივთიერების სიმკვრივეზე.
ახლა გავარკვიოთ, შესაძლებელია თუ არა წყალში ჩაძირული სხეულები, როგორიცაა კარტოფილი ან პლასტილინი, ცურვა.
ვნახოთ გამოცდილება. გადავაგდოთ ეს სხეულები წყალში.
| მასწავლებლის კითხვები | პასუხობს მოსწავლე |
| 1. რას აკვირდებით? | წყალში იძირებიან. |
| 2. ვისი კარტოფილი ცურავს წყალში? Რა მოხდა? | იმისთვის, რომ გაცურულიყო, წყალში მეტი მარილი ჩავასხი. |
| 3. რა მოხდა? | მარილიანი წყლის სიმკვრივე გაიზარდა და უფრო ძლიერად დაიწყო კარტოფილის გამოდევნა. წყლის სიმკვრივე გაიზარდა და არქიმედეს ძალა უფრო დიდი გახდა. |
| 4. მართალია. და ბიჭებს, რომლებიც ასრულებდნენ დავალებას პლასტილინით, მარილი არ ჰქონდათ. როგორ მოახერხეთ პლასტილინის წყალში ცურვა? | მისგან ნავი გავაკეთეთ, მას აქვს დიდი მოცულობა და ამიტომ ცურავს. |
| 5. არასწორი, არა მხოლოდ დიდი, არამედ პლასტილინის ნაჭერზე დიდი. | და ჩვენ გავაკეთეთ ყუთი პლასტილინისგან, ის ასევე ცურავს. |
| 6. რატომ ცურავს? | მას ასევე აქვს უფრო დიდი მოცულობა, ვიდრე პლასტილინის ნაჭერი. |
| 7. ასე რომ, იმისთვის, რომ ჩვეულებრივ ჩაძირული სხეულები მოცურონ, შეგიძლიათ შეცვალოთ სითხის სიმკვრივე ან სხეულის ჩაძირული ნაწილის მოცულობა. ამავე დროს იცვლება სხეულზე მოქმედი არქიმედეს ძალაც. როგორ ფიქრობთ, არის რაიმე კავშირი გრავიტაციასა და არქიმედეს ძალას შორის მცურავი სხეულებისთვის? | ჩვენ ჩავუღრმავდით საცდელ მილებს ქვიშით წყალში - ერთი მსუბუქია, მეორე უფრო მძიმე - და ორივე წყალში ცურავდა. ჩვენ დავადგინეთ, რომ არქიმედეს ძალა ორივე შემთხვევაში დაახლოებით უდრის მიზიდულობის ძალას. |
| 8. კარგად გააკეთე! ეს ნიშნავს, რომ თუ სხეული ცურავს, მაშინ არქიმედეს ძალა დაახლოებით უდრის მიზიდულობის ძალას. რა მოხდება, თუ სხეული იძირება სითხეში? (დაწერე დაფაზე) | მაშინ მიზიდულობის ძალა არქიმედეს ძალაზე მეტია. |
| 9. რა მოხდება, თუ ის გამოჩნდება? | მაშინ არქიმედეს ძალა გრავიტაციაზე მეტია. |
(სლაიდი 9)
სახლში, გააკეთეთ ნახატი თითოეული ამ შემთხვევისთვის.
(დაწერე დაფაზე)
ამრიგად, ჩვენ მივიღეთ სხეულების ცურვის პირობები, რაც ნიშნავს, რომ სხეულების ცურვის პირობები შეიძლება ჩამოყალიბდეს 2 გზით:
1. შეადარეთ სითხისა და ნივთიერების სიმკვრივეები.
2. შეადარეთ არქიმედეს ძალა და გრავიტაცია.
ტექნოლოგიაში სად არის გათვალისწინებული სხეულების მცურავი პირობები?
IV. განაცხადი (სლაიდები 10-11)
1. გემებისა და გემების აგებისას. ადრე ამზადებდნენ ხის გემებსა და ნავებს. ხის სიმკვრივე წყლის სიმკვრივეზე ნაკლებია და გემები წყალში ცურავდნენ.
2. ლითონის ხომალდები ცურავს, მაგრამ ფოლადის ნაჭრები წყალში იძირება.
– ექსპერიმენტი პლასტილინით: მოცულობა იზრდება, არქიმედეს ძალა უფრო დიდი ხდება და ისინი ცურავს.
ასევე ამზადებენ პონტონებს და წყალქვეშა ნავებს. (სლაიდი 12)
ასე რომ, გემთმშენებლობა იყენებს იმ ფაქტს, რომ მოცულობის შეცვლით შესაძლებელია თითქმის ნებისმიერ სხეულს მინიჭება. გათვალისწინებულია თუ არა კავშირი სხეულების მცურავ პირობებსა და სითხის სიმკვრივის ცვლილებას შორის?
პასუხი: დიახ, ზღვიდან მდინარეში გადაადგილებისას გემების სიღრმე იცვლება.
მიეცით სხეულების მცურავი პირობების გამოყენების მაგალითები ტექნოლოგიაში.
პასუხი: პონტონები გამოიყენება მდინარის გადასასვლელად. წყალქვეშა ნავები მიცურავს ზღვებსა და ოკეანეებში. სკუბა დაივინგისთვის მათი ავზის ნაწილი ივსება წყლით, ხოლო ზედაპირული დაივინგისთვის წყლის ამოტუმბვა ხდება.
მაგალითად, აიღეთ ბირთვული ყინულმჭრელი. ჩვენს ქვეყანაში რამდენიმე ასეთი ყინულმჭრელი ფუნქციონირებს. ისინი ყველაზე მძლავრები არიან მსოფლიოში და შეუძლიათ ერთ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში ცურვა პორტებში შესვლის გარეშე. მაგრამ ჩვენ უფრო მეტს ვისაუბრებთ შემდეგ გაკვეთილზე. დღეს ჩვენ არ განვიხილეთ ამოცანები 6 და 7 ვარიანტები. ბიჭები, რომლებმაც დაასრულეს ისინი, გადასცემენ რვეულებს და ამ სამუშაოს შედეგებს განვიხილავთ შემდეგ გაკვეთილზე.
VI. Საშინაო დავალება:
გახსენით დღიურები, ჩაწერეთ საშინაო დავალება - § 48
მოამზადეთ და მიიტანეთ დავალებები, რომლებიც ადრე მივეცი:
1. წყალქვეშა დიაგრამა.
2. მკვდარ ზღვაში მოცურავე კაცის ნახატი.
3. მოხსენება „საზღვაო ფლოტის განვითარების ისტორია“.
VII. გაკვეთილის შეჯამება
ასე რომ, დღეს გავარკვიეთ, რა პირობებში ცურავს სხეულები და რა პირობებში იძირება. რაზეა დამოკიდებული სხეულების ცურვა? (სხეულების მცურავი პირობებისთვის დაფაზე ჩანაწერებს გავდივართ).
გაკვეთილი ფასდება გამოკითხვის პასუხებისა და დამოუკიდებელი მუშაობისთვის.
VIII. ანარეკლი
- მოგეწონა გაკვეთილი? (აჩვენეთ წრე, რომელიც გამოხატავს თქვენს აზრს)
- მადლობა გაკვეთილისთვის!
(სლაიდი 13)
ლიტერატურა:
1. A.V. Peryshkin, ფიზიკა. მე-7 კლასი მ.„ბუსტარდ“ 2009 წ
2. რედაქტირებულია ვ.გ. რაზუმოვსკი და ლ.ს. ხიჟნიაკოვა "თანამედროვე ფიზიკის გაკვეთილი" მ.
3. „გაკვეთილის სტრუქტურა. გაკვეთილის სტრუქტურული ანალიზი“, სარატოვი 2008 წ
4. „ფიზიკის გაკვეთილები ისტ-ის გამოყენებით“ რედ. „თანამედროვე სკოლა“ – დისკი და წიგნი.
ჩვენ ვიცით, რომ სითხეში მყოფ ნებისმიერ სხეულზე მოქმედებს ორი საპირისპირო მიმართულებით მიმართული ძალა: გრავიტაცია და არქიმედეს ძალა. მიზიდულობის ძალა სხეულის წონის ტოლია და მიმართულია ქვევით, ხოლო არქიმედეს ძალა დამოკიდებულია სითხის სიმკვრივეზე და მიმართულია ზემოთ. როგორ ხსნის ფიზიკა სხეულების ცურვას, და რა პირობებია ზედაპირზე და წყლის სვეტში მცურავი სხეულებისთვის?
მცურავი სხეულების მდგომარეობა
არქიმედეს კანონის მიხედვით, სხეულების ცურვის პირობა ასეთია: თუ მიზიდულობის ძალა უდრის არქიმედეს ძალას, მაშინ სხეული შეიძლება იყოს წონასწორობაში სითხეში ნებისმიერ ადგილას, ანუ იცუროს მის სისქეში. თუ მიზიდულობის ძალა არქიმედეს ძალაზე ნაკლებია, მაშინ სხეული სითხიდან ამოვა, ანუ ცურავს. იმ შემთხვევაში, როდესაც სხეულის წონა აღემატება არქიმედეს გამომწვევ ძალას, სხეული ჩაიძირება ძირში, ანუ ჩაიძირება. ტენიანობის ძალა დამოკიდებულია სითხის სიმკვრივეზე. მაგრამ სხეული ცურავს თუ იძირება, დამოკიდებულია სხეულის სიმკვრივეზე, რადგან მისი სიმკვრივე გაზრდის მის წონას. თუ სხეულის სიმკვრივე წყლის სიმკვრივეზე მეტია, სხეული დაიხრჩობა. რა უნდა გააკეთოს ამ შემთხვევაში?
ჰაერით სავსე ღრუების გამო მშრალი ხის სიმკვრივე წყლის სიმკვრივეზე ნაკლებია და ხეს შეუძლია ზედაპირზე ცურვა. მაგრამ რკინა და მრავალი სხვა ნივთიერება გაცილებით მკვრივია ვიდრე წყალი. როგორ არის შესაძლებელი ამ შემთხვევაში ლითონისგან გემების აგება და სხვადასხვა ტვირთის წყლის ტრანსპორტირება? და ამისათვის კაცმა მოიფიქრა პატარა ხრიკი. წყალში ჩაძირული გემის კორპუსი მოცულობითია და ამ გემის შიგნით არის ჰაერით სავსე დიდი ღრუები, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს გემის საერთო სიმკვრივეს. ამგვარად, გემის მიერ გადაადგილებული წყლის მოცულობა მნიშვნელოვნად იზრდება, იზრდება მისი ამოფრქვევის ძალა და გემის მთლიანი სიმკვრივე ხდება წყლის სიმკვრივეზე ნაკლები, ასე რომ გემს შეუძლია ზედაპირზე ცურვა. ამიტომ, თითოეულ გემს აქვს გარკვეული შეზღუდვა ტვირთის მასაზე, რომელიც მას შეუძლია. ამას გემის გადაადგილება ჰქვია.
გამოარჩევენ ცარიელი გადაადგილებაარის თავად გემის მასა და მთლიანი გადაადგილება- ეს არის ცარიელი გადაადგილება, პლუს ეკიპაჟის მთლიანი მასა, ყველა აღჭურვილობა, მარაგი, საწვავი და ტვირთი, რომელიც მოცემულ გემს ჩვეულებრივ შეუძლია გადაიტანოს შედარებით მშვიდ ამინდში დახრჩობის რისკის გარეშე.
წყლის გარემოში მობინადრე ორგანიზმების სხეულის სიმკვრივე ახლოს არის წყლის სიმკვრივესთან. ამის წყალობით მათ შეუძლიათ წყლის სვეტში დარჩენა და ცურვა ბუნების მიერ მათთვის მინიჭებული ხელსაწყოების წყალობით - ფლიპერები, ფარფლები და ა.შ. თევზის მოძრაობაში მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სპეციალური ორგანო, საცურაო ბუშტი. თევზს შეუძლია შეცვალოს ამ ბუშტის მოცულობა და მასში არსებული ჰაერის რაოდენობა, რის გამოც მისი მთლიანი სიმკვრივე შეიძლება შეიცვალოს და თევზს შეუძლია სხვადასხვა სიღრმეზე ბანაობა უხერხულობის გარეშე.
ადამიანის სხეულის სიმკვრივე ოდნავ აღემატება წყლის სიმკვრივეს. თუმცა ადამიანს, როცა ფილტვებში ჰაერის გარკვეული რაოდენობა აქვს, შეუძლია წყლის ზედაპირზეც მშვიდად იცუროს. თუ ექსპერიმენტის გულისთვის, წყალში ყოფნისას, ამოისუნთქავთ მთელ ჰაერს თქვენი ფილტვებიდან, ნელ-ნელა დაიწყებთ ფსკერზე ჩაძირვას. ამიტომ, ყოველთვის გახსოვდეთ, რომ ცურვა არ არის საშინელი, საშიშია წყლის გადაყლაპვა და ფილტვებში შეშვება, რაც წყალზე ტრაგედიების ყველაზე გავრცელებული მიზეზია.
