نیروی شناوری 3Aac91
1. مسئله: جسمی در دو مایع با چگالیهای متفاوت ρ₁ و ρ₂ قرار میگیرد. باید رابطه بین نیروی شناوری $F_b$ و چگالی مایع در دو حالت را بررسی کنیم.
2. فرمول نیروی شناوری:
$$F_b = \rho \cdot V \cdot g$$
که در آن:
- $\rho$ چگالی مایع است
- $V$ حجم مایع جابجا شده توسط جسم است
- $g$ شتاب گرانش است
3. نکته مهم: نیروی شناوری به چگالی مایع و حجم مایع جابجا شده بستگی دارد. اگر حجم جابجا شده ثابت باشد، نیروی شناوری با چگالی مایع نسبت مستقیم دارد.
4. در شکل، جسم در مایع با چگالی ρ₂ بیشتر غوطهور شده است (یعنی حجم بیشتری از مایع جابجا شده) و در مایع با چگالی ρ₁ کمتر غوطهور است.
5. چون جسم در مایع با چگالی کمتر (ρ₁) بیشتر شناور است، یعنی $\rho_2 > \rho_1$ و حجم جابجا شده در مایع ρ₂ بیشتر است.
6. بنابراین نیروی شناوری در مایع با چگالی بیشتر (ρ₂) بیشتر است:
$$F_{b2} > F_{b1}$$
7. نتیجه: گزینه (۴) درست است:
$$\rho_2 > \rho_1, \quad F_{b2} > F_{b1}$$