आर्किमिडीज सिद्धांत - भौतिकी, सामान्य विज्ञान | विज्ञान और प्रौद्योगिकी (Science & Technology) for UPSC CSE PDF Download

जब कोई शरीर आंशिक रूप से या पूर्ण रूप से तरल पदार्थ में आराम से डूब जाता है, तो वह अपने वजन का एक हिस्सा खो देता है जो विस्थापित द्रव के वजन के बराबर होता है।

विशिष्ट गुरुत्व। यह किसी भी मात्रा के पदार्थ के वजन का अनुपात 4 ° C पर पानी के बराबर मात्रा के वजन का अनुपात है। यह अनुपात एक शुद्ध संख्या है और इसकी कोई इकाई नहीं है। विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण को कभी-कभी सापेक्ष घनत्व कहा जाता है।

घनत्व और विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण

(i)  घनत्व पदार्थ का द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन है जबकि सपा। जीआर। किसी पदार्थ के घनत्व का अनुपात 4 ° C पर पानी के घनत्व का अनुपात है।

(ii)  घनत्व इकाइयों में व्यक्त किया जाता है जबकि विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण की कोई इकाई नहीं होती है।

हाइड्रोमेटर्स। ये वे उपकरण हैं जिनका उपयोग तरल पदार्थों के विशिष्ट गुरुत्व को गणना के बिना जल्दी और सीधे करने के लिए किया जाता है। वे फ्लोटेशन के सिद्धांत पर काम करते हैं। ये दो प्रकार के होते हैं।

(i)  लगातार वजन लेकिन चर विसर्जन उपकरण जैसे, आम हाइड्रोमीटर, बीयूम के हाइड्रोमीटर, ट्वीडल के हाइड्रोमीटर और लैक्टोमीटर।

(ii)  परिवर्तनीय भार लेकिन स्ट्रिंग्स में निरंतर विसर्जन जैसे, निकोल्सन के हाइड्रोमीटर।

लैक्टोमीटर। इसका उपयोग पानी के साथ दूध में मिलावट के परीक्षण के लिए किया जाता है। तने पर निशान पानी के दूध के अनुपात को दर्शाते हैं। शुद्धता के परीक्षण के लिए साधन बहुत विश्वसनीय नहीं है।
यदि क्रीम को दूध से निकाला जाता है, तो स्किम्ड दूध में घनत्व अधिक होता है क्योंकि क्रीम उच्च स्तर की होती है।

निकोलसन के हाइड्रोमीटर। साधन का उपयोग ठोस के घनत्व के साथ-साथ तरल पदार्थों को खोजने के लिए भी किया जा सकता है।

फ्लोटेशन का नियम फ्लोटेशन का नियम कहता है: फ्लोटिंग बॉडी फ्लूड के अपने वजन को विस्थापित करती है, जिसमें वह तैरता है।
आर्किमिडीज का सिद्धांत और तैरने का नियम कई घटनाओं की व्याख्या कर सकता है। लोहे की कील पानी में डूब जाती है जबकि लोहे और स्टील से बना जहाज तैरता है। यह इस तथ्य के कारण है कि एक जहाज खोखला है और इसमें हवा है और इसलिए, इसका घनत्व पानी से कम है। एक जहाज पानी में इस तरह डूब जाता है कि विस्थापित पानी का वजन अपने स्वयं के वजन के बराबर हो जाता है। चूँकि समुद्र के पानी का घनत्व नदी के पानी से अधिक होता है, इसलिए एक जहाज समुद्र के पानी में कम डूबता है। यह इस कारण से है कि एक जहाज एक नदी से समुद्र में प्रवेश करने पर थोड़ा सा उगता है। यह समुद्र के पानी के उच्च घनत्व के कारण है कि समुद्र में तैरना आसान है।

एक पनडुब्बी में बड़े गिट्टी टैंक हैं। जब ये टैंक पानी से भर जाते हैं तो पनडुब्बी का औसत घनत्व पानी से अधिक हो जाता है और यह आसानी से गोता लगा सकती है। जब पनडुब्बी सतह के लिए तैयार होती है, तो संपीड़ित हवा को पानी बाहर निकालने के लिए गिट्टी के टैंकों में डाल दिया जाता है, जिससे पनडुब्बी का घनत्व कम हो जाता है, जो तब बढ़ सकती है।
लोहे का एक ठोस हिस्सा पानी में डूब जाएगा लेकिन पारे में तैरने लगेगा क्योंकि लोहे का घनत्व पानी की तुलना में अधिक है लेकिन पारा से कम है।

हाइड्रोजन जैसे हल्के गैस से भरा एक गुब्बारा उठता है क्योंकि गुब्बारे और गैस का औसत घनत्व हवा से कम होता है। गुब्बारा अनिश्चित काल तक नहीं बढ़ सकता क्योंकि बढ़ती ऊंचाई के साथ हवा का घनत्व कम हो जाता है। एक निश्चित ऊंचाई पर, जहां हवा का घनत्व गुब्बारे के औसत घनत्व के बराबर होता है, यह हवा के साथ बग़ल में उठना और बहना बंद कर देता है।

बर्फ, पानी से कम घनी होने के कारण, सतह के ऊपर इसकी मात्रा के दसवें हिस्से के साथ इसमें तैरती है। जब बर्फ पिघलती है, तो यह इसकी मात्रा के अनुसार सिकुड़ जाती है, जो सतह के ऊपर होती है और इसलिए, पानी का स्तर अपरिवर्तित रहता है।