| English | 의미 |
|---|---|
| density/ˈdensɪti/ | 밀도 |
| pressure/ˈpreʃə/ | 압력 |
| upthrust/ˈʌpθrʌst/ | 浮력 |
| atmospheric pressure/ˌætməsˈferɪk ˈpreʃə/ | 대기압 |
| submerged/səbˈmɜːdʒd/ | 잠수됨 |
| Archimedes' principle/ˌɑːkɪˈmiːdiːz ˈprɪnsɪpl/ | 아르키메데스 원리 |
| displaced/dɪˈspleɪst/ | 배출된 |
강철 선박이 뜨는 이유
- 실체 강철 못은 가라앉지만, 거대한 강철 선박은 떠 있습니다.
- 선박의 형태가 많은 양의 물을 밀어내며, 물은 이를 다시 밀어냅니다.
- 이를 설명하기 위해 밀도, 압력 및 부력이 필요합니다.
밀도
- 밀도는 단위 부당 질량입니다: $\rho = \dfrac{m}{V}$, 단위는 $\dfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}$입니다.
- 기억할 만한 값: 물 $1000$, 공기 $\approx 1.2$, 강철 $\approx 7800\ \dfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}$입니다.
정밀 무액주 기압계가 대기의 압력을 측정합니다
깊이에 따른 압력
p = ρg·h
압력은 깊이에 비례하며, 기울기는 ρg이다.
질량 $5.0\ \text{kg}$, 부피 $0.0020\ \text{m}^3$인 블록이 있다. 이 블록의 밀도는 얼마인가?
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$\rho = \dfrac{m}{V} = \dfrac{5.0}{0.0020} = 2500\ \dfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}$.
압력
- 압력은 표면에 수직인 단위 면적 당 힘입니다: $p = \dfrac{F}{A}$.
- 단위: $\text{Pa} = \dfrac{\text{N}}{\text{m}^2}$입니다.
산호의 대부분 부피가 숨겨져 떠 있습니다: 얼음은 물보다 약간 밀도가 낮습니다
압력은 단위 ____당 힘으로 정의되며(표면에 수직하게 작용),
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$p = \dfrac{F}{A}$, 단위는 $\text{Pa} = \dfrac{\text{N}}{\text{m}^2}$로 측정한다.
액체 내의 압력
- 깊이에서의 추가 압력은 $\Delta p = \rho g \Delta h$입니다.
- 이는 오직 밀도와 깊이에만 의존하며, 용기의 모양에는 영향을 받지 않습니다.
- 전체 압력을 구하려면 대기압($\approx 1.0 \times 10^{5}\ \text{Pa}$)을 더해야 합니다.
면적이 $A$인 액체 기둥: 이 무게가 아래 깊이의 추가 압력을 결정합니다
액체 내某深度에서의 추가 압력은 다음 중 어디에 의존하는가?
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$\Delta p = \rho g \Delta h$ — 밀도와 깊이만 중요하며 용기의 모양은 관계없다.
각 용어를 감점 기준에 맞는 정의와 매칭하십시오.
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압력의 정의에는 '수직하게'라는 구절이 포함되어 있다. 공식은 같더라도 이를 생략하면 감점 대상이 된다.
부력의 기원
- 잠긴 물체의 하단에서 압력이 상단보다 크게 작용합니다.
- 이 차이는 순상승력인 부력이 됩니다.
아킴데스 원리
- 부력은 $= \rho_{\text{fluid}}\, g\, V$이며, 여기서 $V$는 배출된 유체의 부피입니다.
- 말로 표현하면: 부력은 밀려난 유체의 무게와 같습니다.
- 이 부력이 물체의 무게와 같으면 물체는 뜹니다.
아킴데스의 원리: 부력은 ____된 유체의 무게와 같다.
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부력 $= \rho g V$, 여기서 $V$는 배제된 부피 — 밀려난 유체의 무게이다.
부피 $0.0020\ \text{m}^3$인 블록이 물에 완전히 잠겨 있다($\rho = 1000\ \dfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}$, $g = 9.81\ \dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$). 부력은 얼마인가?
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부력 $= \rho g V = 1000 \times 9.81 \times 0.0020 \approx 19.6\ \text{N}$.
유체 중의 무게 측정
- 뉴톤미터 위에 놓인 잠긴 블록은 실제 무게보다 적은 값을 읽습니다: 읽기 $= W - \text{upthrust}$.
- 이것이 무거운 것들이 물속에서 가볍게 느껴지는 이유입니다.
떠 있는 물체는 자신의 무게만큼의 유체를 배제한다.
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네 — 부력(배제된 유체의 무게)이 자신의 무게와 같아질 때까지 가라앉다가 떠 있게 된다.
worked example: 뜨기와 가라앉기
- 부피 $2.0\times10^{-3}\ \text{m}^3$이고 질량 $1.6\ \text{kg}$인 블록이 물에 완전히 잠겨 있습니다 ($\rho = 1000\ \text{kg/m}^3$). 부력과对它 resultant force를 구하시오.
- 부력은 배출된 유체의 무게입니다: $U = \rho_{\text{fluid}} V g = 1000 \times 2.0\times10^{-3} \times 9.81 = 19.6\ \text{N}$.
- 블록 자체의 무게는 $mg = 1.6 \times 9.81 = 15.7\ \text{N}$입니다.
- 합성력: $19.6 - 15.7 = 3.9\ \text{N}$ 위쪽이므로, 블록은 상승하여 뜨게 됩니다.
- 각 항이谁的密度를 사용하는지 주의하십시오. 부력은 유체의 밀도와 배출된 부피를 사용하며, 무게는 블록의 질량을 사용합니다. 블록의 무게를 부력에 대입하는 것이 표준적인 오류입니다.
놓칠 수 있는 점
- 부력은 배출된 유체의 무게입니다, $\rho_{\text{fluid}} V g$. 그것은 물체의 무게가 아닙니다.
- 뜨는 몸체는 자신의 무게만큼의 유체를 배출하고, 완전히 잠긴 몸체는 자신의 부피만큼의 유체를 배출합니다. 질문이 어떤 경우를 설명하는지 확인하십시오.
- 압력은 표면에 수직인 힘의 단위 면적 당 힘입니다. 수직 부분은 표시되어 있습니다.
- 정수압 $p = \rho g h$은 깊이에 의존하며 용기의 모양이나 너비에는 영향을 받지 않으며, $h$는 표면에서 아래쪽으로 측정됩니다.
- 밀도는 단위 부적당 질량입니다. 단위를 확인하십시오: 부적이 $\text{cm}^3$이고 질량이 kg이면 답이 $10^6$만큼 잘못됩니다.
부피 2.0e-3 m^3인 블록이 밀도 1000 kg/m^3인 물에 완전히 잠겨 있다. 이 블록에 작용하는 부력은 몇 N인가? (g = 9.81 m/s^2)
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
U = rho_fluid V g = 1000 x 2.0e-3 x 9.81 = 19.6 N. 블록 자체의 질량은 부력에 직접 참여하지 않으며, 오직 블록이 뜨는지 가라앉는지 여부를 결정할 뿐이다.
액체 내某点의 정수압은 다음 중 어디에 의존하는가? 모두 선택하시오.
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
p = rho g h에는 면적이나 모양이 포함되지 않는다. 좁은 튜브와 넓은 수조는 같은 깊이에서 동일한 압력을 가지며, 이는 매년 사람들의 놀라움을 자아낸다.
잠긴 물체가 뜨는지 판단하는 방법의 순서를 바르게 나열하시오.
난이도 3/5 · 200 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
각 항은 서로 다른 물체의 성질을 사용한다: 부력은 유체의 밀도, 무게는物体의 질량을 사용한다.
이해했습니다
- 밀도 $\rho = \dfrac{m}{V}$; 압력 $p = \dfrac{F}{A}$
- 액체 내의 압력: $\Delta p = \rho g \Delta h$ — 오직 밀도와 깊이에 의해 결정됨
- 부력 $= \rho g V$ = 배출된 유체의 무게 (아킴데스)