შეკითხვა:

1)წყლიან ჭურჭელში მოტივტივე ყინულშიტყვიის ბურთულაა.როგორ შეიცვლება წყლის დონე ჭურჭელში ყინულის გადნობისას?

2)ბერკეტის ბოლოებზე დაკიდებულია ერთნაირი მოცულობის ბურთულები ამასთან m​1>m2. ბერკეტი წონასწორობაშია.როგორ შეიცვლება ბერკეტის წონასწორობა ბურთულების წყლით დაფარვის შემდეგ?

3)დახურულ ჭურჭელში წყალში ტივტივებს სხეული.როგორ შეიცვლება სხეულის წყალში ჩაძირული ნაწილის მოცელობა  ჭურჭელში ჰაერის ჩატუმბვისას?

პასუხი:

1)  პირველ რიგში განვიხილოთ ის მარტივი შემთხვევა,როცა წყალიან ჭურჭელში მარტო ყინული ტივტივებს – ყინულის სიმკვრივე 900 კგ/მ3 –ა წყლისა კი 1000 კგ/მ,  რაც ნიშნავს რომ ყინული წყალში 90% –– ით არის ჩაძირული. გადნობის შემდეგ მისი მოცულობა შესაბამისად ისე შემცირდება, რომ წარმოქმნილი მთელი წყალი ზუსტად ჩაძირული ნაწილის მოცულობაში  "ჩაეტევა"  – ანუ წყლის თავდაპირველი დონე ჭურჭელში არ შეიცვლება.

მაგრამ თუ მოტივტივე ყინულთან მიკრული (ჩაყინული) იქნება სხვა განსხვავებული სიმკვრივის სხეული, მაშინ მისი სიმკვრივისაგან დამოკიდებულებით გადნობის შემდეგ  წყლის დონე მოიმატებს ან მოიკლებს – კერძოდ თუ ჩაყინული სხეულის სიმკვრივე მეტია წყლის სიმკვრივრზე(ჩვენს შემთხვევეში ტყვია) მაშინ დონე მოიკლებს და პირიქით – ყინულში ჩაყინული იქნებოდა წყალზე ნაკლებად მკვრივი სხეული(მაგ კორპი) მაშინ ყინულის გადნობის შემდეგ დონე მოიმატებს. შესაძლებელია დონეებს შორის სხვაობის ფორმულის დაწერაც:

\(h_{1}-h_{2}=\frac{\rho _{o}-\rho }{\rho _{o}\rho }\cdot \frac{m}{S}\)                 სადაც

h1 ––  წყლის თავდაპირველი დონეა ყინულის გადნობამდე 

h2 –––– წყლის დონეა ყინულის გადნობის შემდეგ

\(\rho\)  –––– წყლის სიმკვრივეა      

\(\rho\)0 ––––– სხეულის სიმკვრივეა

m ––––– სხეულის მასაა

S –––––იმ ცილინდრული ჭურჭლის ფართობი, რომელშიც ეს პროცესი ხდება.

2)      რადგანაც ბერკეტი წონასწორობაშია და ამასთან ერთდ    m1>m2 ---- ეს იმას მიუთთებს რომ მათი მხრები  პირიქით     d1<d2  (პირველი უფრო ახლოსაა საყრდენ წერტილთან, ვიდრე მეორე) ისე რომ ადგილი აქვს მომენტების წესს:   m1d1 = m2d2

წყალში ჩაშვებისას თითოეულ მათგანზე იმოქმედებს ერთნაირი ამომგდები ძალა( მოცულობების ტოლობის გამო) მაგრამ მაბრუნებელი მომენტი პირველ სხეულზე ნაკლები იქნება, ვიდრე მეორეზე და ამიტომ წონასწორობა დაირღვევა ––– ბერკეტის ის მხარე, რომელზეც m1 მასის ტვირთი კიდია დაიწევს დაბლა

3) რადგანაც წყლის  თავზე ჰაერის სიმკვრივე გაიზრდება, შესაბამისად გაიზრდება  ჰაერის მიერ გამოწვეული დამატებითი ამომგდები ძალაც, რის შედეგადაც წყალში ჩაძირული ნაწილის მოცულობა შემცირდება( სხეული შედარებით მაღლა "ამოყვინთავს"smiley).....