შეკითხვა:

1,5\rho   სიმკვრივის  და   V   მოცულობის  ერთგვაროვანი სხეული    დევს    h   სიღრმის  აუზის ფსკერზე.   მისი სიმძიმის ცენტრი    ფსკერიდან     h/5 სიმაღლეზე იმყოფება.    რა მინიმალური მუშაობა უნდა შევასრულოთ, რომ სხეული   მთლიანად ამოვწიოთ წყლიდან თოკით?.     წყლის სიმკვრივეა   \rho.     თოკის მასა უგულებელყავით.

პასუხი:

აუცილებელი შენიშვნა:

სხეულის მიერ სითხის  დატოვებისას   ამომგდები ძალის წრფივად შემცირება მოხდება იმ შემთხვევაში, თუ სხეულს ექნება პრიზმის ფორმა ჰორიზონტალური ფუძით.

მართალია სხვა შემთხვევებში ეს შემცირება აღარ იქნება წრფივი დამოკიდებულების, მაგრამ ეს ფაქტორი   საშუალო ძალის გამოთვლაში ვერ შეიტანს  მნიშვნელოვან წვლილს და კვლავ საშუალო არითმეტიკულის ცნებით  ვისარგებლებთ.

შესაძლებელია საკითხის გადაჭრა ენერგეტიკულადაც:     სრულდება მინიმალური მუშაობა  სისტემა   ''სითხე-სხეულის''  პოტენციური ენერგიის მოსამატებლად - 

1)  სხეულის პოტ ენერგია იმატებს    1,5\rhoVgh -ით. 

2)   სითხის პოტ ენერგია  იკლებს     4/5\rhoVgh -ით.... და იცით რატომ?

საუბარია  აუზში ჩაშვებულ სხეულზე.... იგულისხმება რომ  სხეულის ამოტანის შედეგად  სითხის  დონე ფაქტიურად არ იცვლება, თუმც   უნდა აუცილებლად გავითვალისწინოთ, რომ  სითხის ზედაპირის კუთვნილი ძალიან თხელი  V მოცულობის   ფენა  ''ჩაიქცა''   ფსკერზე განთავსებულ იმ ''ჭურჭელში'' , რომელიც  მეტი სიმკვრივის გამო  ''ოკუპირებული''  ქონდა თავხედ   სხეულს .... ანუ სითხის პოტ ენერგიამ დაიკლო      0,8\rhoVgh -ით.  

საბოლოოდ სისტემის პოტენციურმა ენერგიამ მოიმატა  0,7\rhoVgh -ით....   გარეშე ძალამ შეასრულდა    მინიმუმ   0,7\rhoVgh  მუშაობა.

--------------------------------------------------

ოლეგი გაბრიაძე

 ogabriadze@gmail.com.........  ფიზიკა - მათემატიკა - ზოგადი უნარები   აბიტურიენტებისათვის