TG TET పేపర్ 2 - 5_భౌతికశాస్త్రం - టెస్ట్ 3 - ఉత్ప్లావక బలం మరియు ఆర్కిమిడీస్ సూత్రం
Please keep at least one language enabled. || కనీసం ఒక భాషను ఎంచుకోండి.
Question 1
ప్రశ్న 1
What is meant by the buoyant force acting on an object immersed in a fluid?
ద్రవంలో మునిగిన వస్తువుపై పనిచేసే ఉత్ప్లావక బలం అంటే ఏమిటి?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Buoyant force is the net upward force exerted by a fluid on an immersed object.
• It arises from differences in fluid pressure over the object's surface.
• Mass of displaced fluid is related to buoyancy, but it is not itself a force.
• It arises from differences in fluid pressure over the object's surface.
• Mass of displaced fluid is related to buoyancy, but it is not itself a force.
వివరణ:
• ఉత్ప్లావక బలం అనేది ద్రవంలో మునిగిన వస్తువుపై ద్రవం కలిగించే నికర పైకి దిశలోని బలం.
• వస్తువు ఉపరితలంలోని వివిధ భాగాలపై ద్రవ పీడనంలో తేడాల వల్ల ఈ బలం ఏర్పడుతుంది.
• స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ ద్రవ్యరాశి ఉత్ప్లావక బలంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, కానీ ద్రవ్యరాశి స్వయంగా బలం కాదు.
• వస్తువు ఉపరితలంలోని వివిధ భాగాలపై ద్రవ పీడనంలో తేడాల వల్ల ఈ బలం ఏర్పడుతుంది.
• స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ ద్రవ్యరాశి ఉత్ప్లావక బలంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, కానీ ద్రవ్యరాశి స్వయంగా బలం కాదు.
Question 2
ప్రశ్న 2
Why does an immersed object experience a net upward buoyant force in a stationary liquid?
స్థిర ద్రవంలో మునిగిన వస్తువుపై నికర పైకి ఉత్ప్లావక బలం ఎందుకు పనిచేస్తుంది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Liquid pressure increases with depth in a stationary liquid.
• The lower portions of an immersed object are generally at greater depth and experience greater pressure than the upper portions.
• The resultant of these pressure forces produces the net upward buoyant force.
• The lower portions of an immersed object are generally at greater depth and experience greater pressure than the upper portions.
• The resultant of these pressure forces produces the net upward buoyant force.
వివరణ:
• స్థిర ద్రవంలో లోతు పెరిగే కొద్దీ ద్రవ పీడనం పెరుగుతుంది.
• మునిగిన వస్తువు దిగువ భాగాలు సాధారణంగా ఎక్కువ లోతులో ఉండటం వల్ల పై భాగాల కంటే ఎక్కువ పీడనాన్ని అనుభవిస్తాయి.
• ఈ పీడన బలాల ఫలిత బలం నికర పైకి ఉత్ప్లావక బలాన్ని కలిగిస్తుంది.
• మునిగిన వస్తువు దిగువ భాగాలు సాధారణంగా ఎక్కువ లోతులో ఉండటం వల్ల పై భాగాల కంటే ఎక్కువ పీడనాన్ని అనుభవిస్తాయి.
• ఈ పీడన బలాల ఫలిత బలం నికర పైకి ఉత్ప్లావక బలాన్ని కలిగిస్తుంది.
Question 3
ప్రశ్న 3
According to Archimedes' principle, the buoyant force on a body partially or completely immersed in a fluid is equal to:
ఆర్కిమిడీస్ సూత్రం ప్రకారం, ద్రవంలో పాక్షికంగా లేదా పూర్తిగా మునిగిన వస్తువుపై ఉత్ప్లావక బలం దేనికి సమానం?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Archimedes' principle states that buoyant force equals the weight of the displaced fluid.
• The displaced-fluid weight depends on its density, displaced volume and gravitational acceleration.
• The principle relates buoyant force to fluid weight, not directly to the body's mass or total volume in every situation.
• The displaced-fluid weight depends on its density, displaced volume and gravitational acceleration.
• The principle relates buoyant force to fluid weight, not directly to the body's mass or total volume in every situation.
వివరణ:
• ఆర్కిమిడీస్ సూత్రం ప్రకారం ఉత్ప్లావక బలం స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ బరువుకు సమానం.
• స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ బరువు దాని సాంద్రత, స్థానభ్రంశ ఘనపరిమాణం మరియు గురుత్వ త్వరణంపై ఆధారపడుతుంది.
• ఈ సూత్రం ఉత్ప్లావక బలాన్ని ద్రవ బరువుతో సంబంధపరుస్తుంది; ప్రతి పరిస్థితిలోనూ వస్తువు ద్రవ్యరాశి లేదా మొత్తం ఘనపరిమాణంతో నేరుగా కాదు.
• స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ బరువు దాని సాంద్రత, స్థానభ్రంశ ఘనపరిమాణం మరియు గురుత్వ త్వరణంపై ఆధారపడుతుంది.
• ఈ సూత్రం ఉత్ప్లావక బలాన్ని ద్రవ బరువుతో సంబంధపరుస్తుంది; ప్రతి పరిస్థితిలోనూ వస్తువు ద్రవ్యరాశి లేదా మొత్తం ఘనపరిమాణంతో నేరుగా కాదు.
Question 4
ప్రశ్న 4
A body of volume 0.002 m³ is completely immersed in water. Taking water density as 1000 kg/m³ and g = 10 m/s², what buoyant force acts on it?
0.002 m³ ఘనపరిమాణం గల వస్తువును నీటిలో పూర్తిగా ముంచారు. నీటి సాంద్రత 1000 kg/m³, g = 10 m/s² అయితే దానిపై పనిచేసే ఉత్ప్లావక బలం ఎంత?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• For complete immersion, displaced-water volume = 0.002 m³.
• Buoyant force = ρVg = 1000 × 0.002 × 10 = 20 N.
• This equals the weight of the displaced water, as required by Archimedes' principle.
• Buoyant force = ρVg = 1000 × 0.002 × 10 = 20 N.
• This equals the weight of the displaced water, as required by Archimedes' principle.
వివరణ:
• పూర్తిగా మునిగినప్పుడు స్థానభ్రంశం చెందిన నీటి ఘనపరిమాణం = 0.002 m³.
• ఉత్ప్లావక బలం = ρVg = 1000 × 0.002 × 10 = 20 N.
• ఆర్కిమిడీస్ సూత్రం ప్రకారం ఇది స్థానభ్రంశం చెందిన నీటి బరువుకు సమానం.
• ఉత్ప్లావక బలం = ρVg = 1000 × 0.002 × 10 = 20 N.
• ఆర్కిమిడీస్ సూత్రం ప్రకారం ఇది స్థానభ్రంశం చెందిన నీటి బరువుకు సమానం.
Question 5
ప్రశ్న 5
A solid weighs 50 N in air and its apparent weight when completely immersed in a liquid is 35 N. What is the buoyant force?
ఒక ఘన వస్తువు గాలిలో 50 N బరువు కలిగి ఉంది. ద్రవంలో పూర్తిగా ముంచినప్పుడు దాని కనిపించే బరువు 35 N. ఉత్ప్లావక బలం ఎంత?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Apparent loss of weight = weight in air − apparent weight in the liquid.
• Buoyant force = 50 N − 35 N = 15 N.
• By Archimedes' principle, 15 N is also the weight of the displaced liquid.
• Buoyant force = 50 N − 35 N = 15 N.
• By Archimedes' principle, 15 N is also the weight of the displaced liquid.
వివరణ:
• కనిపించే బరువు తగ్గుదల = గాలిలో బరువు − ద్రవంలో కనిపించే బరువు.
• ఉత్ప్లావక బలం = 50 N − 35 N = 15 N.
• ఆర్కిమిడీస్ సూత్రం ప్రకారం 15 N అనేది స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ బరువుకూ సమానం.
• ఉత్ప్లావక బలం = 50 N − 35 N = 15 N.
• ఆర్కిమిడీస్ సూత్రం ప్రకారం 15 N అనేది స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ బరువుకూ సమానం.
Question 6
ప్రశ్న 6
An immersed object experiences a buoyant force of 12 N. If g = 10 m/s², what is the mass of the fluid displaced?
మునిగిన వస్తువుపై 12 N ఉత్ప్లావక బలం పనిచేస్తోంది. g = 10 m/s² అయితే స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ ద్రవ్యరాశి ఎంత?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Archimedes' principle gives buoyant force = weight of displaced fluid.
• Therefore 12 = m × 10, so m = 12/10 = 1.2 kg.
• The buoyant force is measured in newtons, whereas the displaced-fluid mass is measured in kilograms.
• Therefore 12 = m × 10, so m = 12/10 = 1.2 kg.
• The buoyant force is measured in newtons, whereas the displaced-fluid mass is measured in kilograms.
వివరణ:
• ఆర్కిమిడీస్ సూత్రం ప్రకారం ఉత్ప్లావక బలం = స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ బరువు.
• కాబట్టి 12 = m × 10; అందువల్ల m = 12/10 = 1.2 kg.
• ఉత్ప్లావక బలాన్ని న్యూటన్లలో, స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ ద్రవ్యరాశిని కిలోగ్రాముల్లో కొలుస్తారు.
• కాబట్టి 12 = m × 10; అందువల్ల m = 12/10 = 1.2 kg.
• ఉత్ప్లావక బలాన్ని న్యూటన్లలో, స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ ద్రవ్యరాశిని కిలోగ్రాముల్లో కొలుస్తారు.
Question 7
ప్రశ్న 7
The same rigid object is completely immersed first in water of density 1000 kg/m³ and then in oil of density 800 kg/m³. How does the buoyant force in water compare with that in oil?
అదే దృఢ వస్తువును మొదట 1000 kg/m³ సాంద్రత గల నీటిలో, తరువాత 800 kg/m³ సాంద్రత గల నూనెలో పూర్తిగా ముంచారు. నీటిలోని ఉత్ప్లావక బలం నూనెలోని బలంతో పోలిస్తే ఎలా ఉంటుంది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• For the same completely immersed rigid object, displaced volume and g are unchanged.
• Buoyant force is proportional to fluid density, so Fwater/Foil = 1000/800 = 1.25.
• Therefore the denser water produces a buoyant force 1.25 times that in the oil.
• Buoyant force is proportional to fluid density, so Fwater/Foil = 1000/800 = 1.25.
• Therefore the denser water produces a buoyant force 1.25 times that in the oil.
వివరణ:
• అదే దృఢ వస్తువు పూర్తిగా మునిగినప్పుడు స్థానభ్రంశ ఘనపరిమాణం మరియు g మారవు.
• ఉత్ప్లావక బలం ద్రవ సాంద్రతకు అనుపాతంలో ఉంటుంది; కాబట్టి Fనీరు/Fనూనె = 1000/800 = 1.25.
• అందువల్ల ఎక్కువ సాంద్రత గల నీటిలో ఉత్ప్లావక బలం నూనెలో కంటే 1.25 రెట్లు ఉంటుంది.
• ఉత్ప్లావక బలం ద్రవ సాంద్రతకు అనుపాతంలో ఉంటుంది; కాబట్టి Fనీరు/Fనూనె = 1000/800 = 1.25.
• అందువల్ల ఎక్కువ సాంద్రత గల నీటిలో ఉత్ప్లావక బలం నూనెలో కంటే 1.25 రెట్లు ఉంటుంది.
Question 8
ప్రశ్న 8
A body of total volume 0.004 m³ is held with exactly half its volume submerged in water. Take water density = 1000 kg/m³ and g = 10 m/s². What buoyant force acts on it?
మొత్తం ఘనపరిమాణం 0.004 m³ గల వస్తువును దాని ఘనపరిమాణంలో సరిగ్గా సగం నీటిలో మునిగేలా పట్టుకున్నారు. నీటి సాంద్రత = 1000 kg/m³, g = 10 m/s² అయితే ఉత్ప్లావక బలం ఎంత?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Only the submerged volume displaces water: V = 0.004/2 = 0.002 m³.
• Buoyant force = ρVg = 1000 × 0.002 × 10 = 20 N.
• Using the object's entire volume would incorrectly double the displaced-water volume.
• Buoyant force = ρVg = 1000 × 0.002 × 10 = 20 N.
• Using the object's entire volume would incorrectly double the displaced-water volume.
వివరణ:
• నీటిలో మునిగిన భాగం మాత్రమే నీటిని స్థానభ్రంశం చేస్తుంది: V = 0.004/2 = 0.002 m³.
• ఉత్ప్లావక బలం = ρVg = 1000 × 0.002 × 10 = 20 N.
• వస్తువు మొత్తం ఘనపరిమాణాన్ని ఉపయోగిస్తే స్థానభ్రంశం చెందిన నీటి ఘనపరిమాణం తప్పుగా రెట్టింపు అవుతుంది.
• ఉత్ప్లావక బలం = ρVg = 1000 × 0.002 × 10 = 20 N.
• వస్తువు మొత్తం ఘనపరిమాణాన్ని ఉపయోగిస్తే స్థానభ్రంశం చెందిన నీటి ఘనపరిమాణం తప్పుగా రెట్టింపు అవుతుంది.
Question 9
ప్రశ్న 9
When a rigid solid is completely submerged in a liquid without dissolving or changing volume, the volume of liquid displaced is:
ఒక దృఢ ఘన వస్తువు కరగకుండా లేదా ఘనపరిమాణం మారకుండా ద్రవంలో పూర్తిగా మునిగితే, స్థానభ్రంశం చెందే ద్రవ ఘనపరిమాణం ఎంత?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• A completely submerged rigid body occupies a volume that the liquid can no longer occupy.
• Therefore the displaced-liquid volume equals the submerged object's volume.
• Mass and volume are different physical quantities and cannot be equated directly.
• Therefore the displaced-liquid volume equals the submerged object's volume.
• Mass and volume are different physical quantities and cannot be equated directly.
వివరణ:
• పూర్తిగా మునిగిన దృఢ వస్తువు ఆక్రమించిన స్థలాన్ని అదే సమయంలో ద్రవం ఆక్రమించదు.
• అందువల్ల స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ ఘనపరిమాణం మునిగిన వస్తువు ఘనపరిమాణానికి సమానం.
• ద్రవ్యరాశి మరియు ఘనపరిమాణం వేర్వేరు భౌతిక రాశులు; వాటిని నేరుగా సమానం చేయలేం.
• అందువల్ల స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ ఘనపరిమాణం మునిగిన వస్తువు ఘనపరిమాణానికి సమానం.
• ద్రవ్యరాశి మరియు ఘనపరిమాణం వేర్వేరు భౌతిక రాశులు; వాటిని నేరుగా సమానం చేయలేం.
Question 10
ప్రశ్న 10
For an object at rest while completely immersed and supported by a spring balance, which relation gives its apparent weight in the liquid?
స్ప్రింగ్ బ్యాలెన్స్‌కు వేలాడదీసి ద్రవంలో పూర్తిగా ముంచి స్థిరంగా ఉంచిన వస్తువు కనిపించే బరువును ఏ సంబంధం ఇస్తుంది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• The fluid exerts an upward buoyant force that reduces the supporting force required from the spring balance.
• Therefore apparent weight = true weight − buoyant force.
• Adding the buoyant force would predict an increased spring-balance reading, contrary to the observed effect.
• Therefore apparent weight = true weight − buoyant force.
• Adding the buoyant force would predict an increased spring-balance reading, contrary to the observed effect.
వివరణ:
• ద్రవం పైకి ఉత్ప్లావక బలాన్ని కలిగించడం వల్ల స్ప్రింగ్ బ్యాలెన్స్ ఇవ్వాల్సిన ఆధార బలం తగ్గుతుంది.
• కాబట్టి కనిపించే బరువు = నిజమైన బరువు − ఉత్ప్లావక బలం.
• ఉత్ప్లావక బలాన్ని కలిపితే స్ప్రింగ్ బ్యాలెన్స్ పఠనం పెరుగుతుందని వస్తుంది; ఇది పరిశీలనకు విరుద్ధం.
• కాబట్టి కనిపించే బరువు = నిజమైన బరువు − ఉత్ప్లావక బలం.
• ఉత్ప్లావక బలాన్ని కలిపితే స్ప్రింగ్ బ్యాలెన్స్ పఠనం పెరుగుతుందని వస్తుంది; ఇది పరిశీలనకు విరుద్ధం.
Question 11
ప్రశ్న 11
A body weighs 70 N in air and has a volume of 0.003 m³. If it is completely immersed in water of density 1000 kg/m³, what is its apparent weight? Take g = 10 m/s².
ఒక వస్తువు గాలిలో 70 N బరువు కలిగి, 0.003 m³ ఘనపరిమాణం కలిగి ఉంది. దానిని 1000 kg/m³ సాంద్రత గల నీటిలో పూర్తిగా ముంచితే కనిపించే బరువు ఎంత? g = 10 m/s²గా తీసుకోండి.
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Buoyant force = ρVg = 1000 × 0.003 × 10 = 30 N.
• Apparent weight = true weight − buoyant force = 70 − 30 = 40 N.
• The object's gravitational weight remains 70 N; the reduced spring-balance reading is due to buoyancy.
• Apparent weight = true weight − buoyant force = 70 − 30 = 40 N.
• The object's gravitational weight remains 70 N; the reduced spring-balance reading is due to buoyancy.
వివరణ:
• ఉత్ప్లావక బలం = ρVg = 1000 × 0.003 × 10 = 30 N.
• కనిపించే బరువు = నిజమైన బరువు − ఉత్ప్లావక బలం = 70 − 30 = 40 N.
• వస్తువు గురుత్వ బరువు 70 Nగానే ఉంటుంది; స్ప్రింగ్ బ్యాలెన్స్ పఠనం తగ్గడానికి కారణం ఉత్ప్లావక బలం.
• కనిపించే బరువు = నిజమైన బరువు − ఉత్ప్లావక బలం = 70 − 30 = 40 N.
• వస్తువు గురుత్వ బరువు 70 Nగానే ఉంటుంది; స్ప్రింగ్ బ్యాలెన్స్ పఠనం తగ్గడానికి కారణం ఉత్ప్లావక బలం.
Question 12
ప్రశ్న 12
A rigid object is completely submerged first at a shallow depth and then at a greater depth in the same incompressible liquid. If the liquid density and g are constant and the object does not change volume, how does the buoyant force change?
ఒక దృఢ వస్తువును అదే అసంపీడ్య ద్రవంలో మొదట తక్కువ లోతులో, తరువాత ఎక్కువ లోతులో పూర్తిగా ముంచారు. ద్రవ సాంద్రత, g స్థిరంగా ఉండి వస్తువు ఘనపరిమాణం మారకపోతే ఉత్ప్లావక బలం ఎలా మారుతుంది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• For complete immersion, buoyant force is ρVg.
• Under the stated conditions, ρ, V and g are unchanged at both depths.
• Fluid pressure itself increases with depth, but the net buoyant force remains unchanged because the displaced-fluid weight is unchanged.
• Under the stated conditions, ρ, V and g are unchanged at both depths.
• Fluid pressure itself increases with depth, but the net buoyant force remains unchanged because the displaced-fluid weight is unchanged.
వివరణ:
• పూర్తిగా మునిగిన వస్తువుకు ఉత్ప్లావక బలం ρVg.
• ఇచ్చిన పరిస్థితుల్లో రెండు లోతుల వద్ద ρ, V, g మారవు.
• లోతుతో ద్రవ పీడనం పెరిగినా, స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ బరువు మారదు కాబట్టి నికర ఉత్ప్లావక బలం మారదు.
• ఇచ్చిన పరిస్థితుల్లో రెండు లోతుల వద్ద ρ, V, g మారవు.
• లోతుతో ద్రవ పీడనం పెరిగినా, స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ బరువు మారదు కాబట్టి నికర ఉత్ప్లావక బలం మారదు.
Question 13
ప్రశ్న 13
Which statement about a stone sinking through water is scientifically correct?
నీటిలో కిందికి మునిగిపోతున్న రాయి గురించి శాస్త్రీయంగా సరైన వాక్యం ఏది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• An immersed object experiences buoyant force whether it rises, sinks or remains suspended.
• A sinking stone still experiences an upward buoyant force, but that force alone is smaller than the stone's weight.
• During downward motion, fluid drag may also act upward, but its presence does not eliminate the buoyant force.
• A sinking stone still experiences an upward buoyant force, but that force alone is smaller than the stone's weight.
• During downward motion, fluid drag may also act upward, but its presence does not eliminate the buoyant force.
వివరణ:
• మునిగిన వస్తువు పైకి వచ్చినా, కిందికి మునిగినా లేదా ద్రవంలో నిలిచినా ఉత్ప్లావక బలాన్ని అనుభవిస్తుంది.
• కిందికి మునిగే రాయిపై కూడా పైకి ఉత్ప్లావక బలం పనిచేస్తుంది, కానీ ఆ బలం ఒక్కటే రాయి బరువును సమతుల్యం చేయడానికి సరిపోదు.
• రాయి కిందికి కదులుతున్నప్పుడు ద్రవ నిరోధ బలం కూడా పైకి పనిచేయవచ్చు; అయినప్పటికీ ఉత్ప్లావక బలం కొనసాగుతుంది.
• కిందికి మునిగే రాయిపై కూడా పైకి ఉత్ప్లావక బలం పనిచేస్తుంది, కానీ ఆ బలం ఒక్కటే రాయి బరువును సమతుల్యం చేయడానికి సరిపోదు.
• రాయి కిందికి కదులుతున్నప్పుడు ద్రవ నిరోధ బలం కూడా పైకి పనిచేయవచ్చు; అయినప్పటికీ ఉత్ప్లావక బలం కొనసాగుతుంది.
Question 14
ప్రశ్న 14
A body of volume 0.0015 m³ is completely immersed in a liquid of density 1200 kg/m³. Taking g = 10 m/s², what is the buoyant force?
0.0015 m³ ఘనపరిమాణం గల వస్తువును 1200 kg/m³ సాంద్రత గల ద్రవంలో పూర్తిగా ముంచారు. g = 10 m/s² అయితే ఉత్ప్లావక బలం ఎంత?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• For full immersion, the displaced-fluid volume is 0.0015 m³.
• F_B = ρVg = 1200 × 0.0015 × 10 = 18 N.
• The result has unit newton because buoyancy is a force.
• F_B = ρVg = 1200 × 0.0015 × 10 = 18 N.
• The result has unit newton because buoyancy is a force.
వివరణ:
• పూర్తిగా మునిగినప్పుడు స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ ఘనపరిమాణం 0.0015 m³.
• F_B = ρVg = 1200 × 0.0015 × 10 = 18 N.
• ఉత్ప్లావక బలం ఒక బలం కాబట్టి ఫలితపు ప్రమాణం న్యూటన్.
• F_B = ρVg = 1200 × 0.0015 × 10 = 18 N.
• ఉత్ప్లావక బలం ఒక బలం కాబట్టి ఫలితపు ప్రమాణం న్యూటన్.
Question 15
ప్రశ్న 15
A solid weighs 25 N in air and 15 N when completely immersed in water. Taking water density = 1000 kg/m³ and g = 10 m/s², what is the volume of the solid?
ఒక ఘన వస్తువు గాలిలో 25 N, నీటిలో పూర్తిగా ముంచినప్పుడు 15 N బరువుగా కనిపిస్తుంది. నీటి సాంద్రత = 1000 kg/m³, g = 10 m/s² అయితే వస్తువు ఘనపరిమాణం ఎంత?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Buoyant force = apparent loss of weight = 25 − 15 = 10 N.
• Since F_B = ρVg, V = 10/(1000 × 10) = 0.001 m³.
• Because the solid is completely immersed, this displaced-water volume equals the solid's volume.
• Since F_B = ρVg, V = 10/(1000 × 10) = 0.001 m³.
• Because the solid is completely immersed, this displaced-water volume equals the solid's volume.
వివరణ:
• ఉత్ప్లావక బలం = కనిపించే బరువు తగ్గుదల = 25 − 15 = 10 N.
• F_B = ρVg కాబట్టి V = 10/(1000 × 10) = 0.001 m³.
• వస్తువు పూర్తిగా మునిగినందున ఈ స్థానభ్రంశ నీటి ఘనపరిమాణమే వస్తువు ఘనపరిమాణం.
• F_B = ρVg కాబట్టి V = 10/(1000 × 10) = 0.001 m³.
• వస్తువు పూర్తిగా మునిగినందున ఈ స్థానభ్రంశ నీటి ఘనపరిమాణమే వస్తువు ఘనపరిమాణం.
Question 16
ప్రశ్న 16
A stone gives a spring-balance reading of 4.0 N in air and 2.5 N when completely immersed in water. According to Archimedes' principle, what is the weight of the water displaced?
ఒక రాయి గాలిలో స్ప్రింగ్ బ్యాలెన్స్‌పై 4.0 N, నీటిలో పూర్తిగా ముంచినప్పుడు 2.5 N పఠనం ఇస్తుంది. ఆర్కిమిడీస్ సూత్రం ప్రకారం స్థానభ్రంశం చెందిన నీటి బరువు ఎంత?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Apparent loss of weight = 4.0 − 2.5 = 1.5 N.
• This loss equals the buoyant force acting on the stone.
• Archimedes' principle states that the buoyant force equals the weight of displaced water, so that weight is 1.5 N.
• This loss equals the buoyant force acting on the stone.
• Archimedes' principle states that the buoyant force equals the weight of displaced water, so that weight is 1.5 N.
వివరణ:
• కనిపించే బరువు తగ్గుదల = 4.0 − 2.5 = 1.5 N.
• ఈ తగ్గుదల రాయిపై పనిచేసే ఉత్ప్లావక బలానికి సమానం.
• ఆర్కిమిడీస్ సూత్రం ప్రకారం ఉత్ప్లావక బలం స్థానభ్రంశం చెందిన నీటి బరువుకు సమానం; కాబట్టి ఆ బరువు 1.5 N.
• ఈ తగ్గుదల రాయిపై పనిచేసే ఉత్ప్లావక బలానికి సమానం.
• ఆర్కిమిడీస్ సూత్రం ప్రకారం ఉత్ప్లావక బలం స్థానభ్రంశం చెందిన నీటి బరువుకు సమానం; కాబట్టి ఆ బరువు 1.5 N.
Question 17
ప్రశ్న 17
For the same completely submerged rigid object at the same place, the density of the surrounding liquid is doubled. What happens to the buoyant force?
అదే ప్రదేశంలో అదే దృఢ వస్తువును పూర్తిగా ముంచినప్పుడు, చుట్టూ ఉన్న ద్రవ సాంద్రతను రెట్టింపు చేస్తే ఉత్ప్లావక బలం ఎలా మారుతుంది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• For a completely immersed rigid object, F_B = ρVg.
• The displaced volume V and gravitational acceleration g remain unchanged.
• Doubling ρ therefore doubles the buoyant force.
• The displaced volume V and gravitational acceleration g remain unchanged.
• Doubling ρ therefore doubles the buoyant force.
వివరణ:
• పూర్తిగా మునిగిన దృఢ వస్తువుకు F_B = ρVg.
• స్థానభ్రంశ ఘనపరిమాణం V మరియు గురుత్వ త్వరణం g మారవు.
• కాబట్టి ρను రెట్టింపు చేస్తే ఉత్ప్లావక బలం కూడా రెట్టింపు అవుతుంది.
• స్థానభ్రంశ ఘనపరిమాణం V మరియు గురుత్వ త్వరణం g మారవు.
• కాబట్టి ρను రెట్టింపు చేస్తే ఉత్ప్లావక బలం కూడా రెట్టింపు అవుతుంది.
Question 18
ప్రశ్న 18
Two objects of different masses displace equal volumes while completely immersed in the same liquid at the same place. Which statement about their buoyant forces is correct?
వేర్వేరు ద్రవ్యరాశులు గల రెండు వస్తువులు అదే ప్రదేశంలో అదే ద్రవంలో పూర్తిగా మునిగి సమాన ఘనపరిమాణాల ద్రవాన్ని స్థానభ్రంశం చేస్తున్నాయి. వాటి ఉత్ప్లావక బలాల గురించి సరైన వాక్యం ఏది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Buoyant force equals the weight of the displaced fluid.
• In the same liquid at the same place, equal displaced volumes have equal fluid weights.
• Therefore the objects experience equal buoyant forces even though their own masses differ.
• In the same liquid at the same place, equal displaced volumes have equal fluid weights.
• Therefore the objects experience equal buoyant forces even though their own masses differ.
వివరణ:
• ఉత్ప్లావక బలం స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ బరువుకు సమానం.
• అదే ప్రదేశంలో అదే ద్రవానికి సమాన స్థానభ్రంశ ఘనపరిమాణాలు సమాన ద్రవ బరువులను కలిగి ఉంటాయి.
• అందువల్ల వస్తువుల ద్రవ్యరాశులు వేర్వేరు అయినప్పటికీ వాటిపై ఉత్ప్లావక బలాలు సమానంగా ఉంటాయి.
• అదే ప్రదేశంలో అదే ద్రవానికి సమాన స్థానభ్రంశ ఘనపరిమాణాలు సమాన ద్రవ బరువులను కలిగి ఉంటాయి.
• అందువల్ల వస్తువుల ద్రవ్యరాశులు వేర్వేరు అయినప్పటికీ వాటిపై ఉత్ప్లావక బలాలు సమానంగా ఉంటాయి.
Question 19
ప్రశ్న 19
Which experimental procedure most directly verifies Archimedes' principle for a stone?
ఒక రాయికి ఆర్కిమిడీస్ సూత్రాన్ని అత్యంత ప్రత్యక్షంగా నిర్ధారించే ప్రయోగ పద్ధతి ఏది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• Archimedes' principle predicts that buoyant force equals the weight of displaced fluid.
• The apparent loss of the stone's weight during immersion measures the buoyant force.
• Agreement between that loss and the displaced-water weight directly verifies the principle.
• The apparent loss of the stone's weight during immersion measures the buoyant force.
• Agreement between that loss and the displaced-water weight directly verifies the principle.
వివరణ:
• ఆర్కిమిడీస్ సూత్రం ప్రకారం ఉత్ప్లావక బలం స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ బరువుకు సమానం.
• ముంచినప్పుడు రాయి బరువులో కనిపించే తగ్గుదల ఉత్ప్లావక బలాన్ని సూచిస్తుంది.
• ఈ తగ్గుదల మరియు స్థానభ్రంశం చెందిన నీటి బరువు సమానంగా ఉండటం సూత్రాన్ని ప్రత్యక్షంగా నిర్ధారిస్తుంది.
• ముంచినప్పుడు రాయి బరువులో కనిపించే తగ్గుదల ఉత్ప్లావక బలాన్ని సూచిస్తుంది.
• ఈ తగ్గుదల మరియు స్థానభ్రంశం చెందిన నీటి బరువు సమానంగా ఉండటం సూత్రాన్ని ప్రత్యక్షంగా నిర్ధారిస్తుంది.
Question 20
ప్రశ్న 20
The same rigid object is completely immersed first in fresh water and then in a denser salt solution. Which statement is correct, assuming its volume does not change?
అదే దృఢ వస్తువును మొదట స్వచ్ఛమైన నీటిలో, తరువాత ఎక్కువ సాంద్రత గల ఉప్పు ద్రావణంలో పూర్తిగా ముంచారు. వస్తువు ఘనపరిమాణం మారదని తీసుకుంటే సరైన వాక్యం ఏది?
Select an option first. || ముందుగా ఒక సమాధానాన్ని ఎంచుకోండి.
Explanation:
• For complete immersion, F_B = ρVg.
• The object displaces the same volume in both liquids, but the salt solution has greater density.
• Therefore the weight of displaced fluid, and hence the buoyant force, is greater in the denser salt solution.
• The object displaces the same volume in both liquids, but the salt solution has greater density.
• Therefore the weight of displaced fluid, and hence the buoyant force, is greater in the denser salt solution.
వివరణ:
• పూర్తిగా మునిగినప్పుడు F_B = ρVg.
• రెండు ద్రవాల్లోనూ వస్తువు సమాన ఘనపరిమాణాన్ని స్థానభ్రంశం చేస్తుంది, కానీ ఉప్పు ద్రావణ సాంద్రత ఎక్కువ.
• అందువల్ల స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ బరువు, తద్వారా ఉత్ప్లావక బలం, ఎక్కువ సాంద్రత గల ఉప్పు ద్రావణంలో ఎక్కువగా ఉంటుంది.
• రెండు ద్రవాల్లోనూ వస్తువు సమాన ఘనపరిమాణాన్ని స్థానభ్రంశం చేస్తుంది, కానీ ఉప్పు ద్రావణ సాంద్రత ఎక్కువ.
• అందువల్ల స్థానభ్రంశం చెందిన ద్రవ బరువు, తద్వారా ఉత్ప్లావక బలం, ఎక్కువ సాంద్రత గల ఉప్పు ద్రావణంలో ఎక్కువగా ఉంటుంది.
Answer Key సమాధానాల పట్టిక
-
Question 1 ప్రశ్న 1Answer: A. The net upward force exerted by the fluid on the object సమాధానం: A. ద్రవం వస్తువుపై కలిగించే నికర పైకి దిశలోని బలం
-
Question 2 ప్రశ్న 2Answer: B. Pressure on the lower part is generally greater than pressure on the upper part సమాధానం: B. వస్తువు దిగువ భాగంపై పీడనం సాధారణంగా పైభాగంపై పీడనం కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది
-
Question 3 ప్రశ్న 3Answer: C. the weight of the fluid displaced by the body సమాధానం: C. వస్తువు స్థానభ్రంశం చేసిన ద్రవ బరువుకు
-
Question 4 ప్రశ్న 4Answer || సమాధానం: D. 20 N
-
Question 5 ప్రశ్న 5Answer || సమాధానం: A. 15 N
-
Question 6 ప్రశ్న 6Answer || సమాధానం: B. 1.2 kg
-
Question 7 ప్రశ్న 7Answer: C. It is 1.25 times as large సమాధానం: C. 1.25 రెట్లు ఉంటుంది
-
Question 8 ప్రశ్న 8Answer || సమాధానం: D. 20 N
-
Question 9 ప్రశ్న 9Answer: A. equal to the volume of the submerged solid సమాధానం: A. మునిగిన ఘన వస్తువు ఘనపరిమాణానికి సమానం
-
Question 10 ప్రశ్న 10Answer: C. Apparent weight = true weight − buoyant force సమాధానం: C. కనిపించే బరువు = నిజమైన బరువు − ఉత్ప్లావక బలం
-
Question 11 ప్రశ్న 11Answer || సమాధానం: B. 40 N
-
Question 12 ప్రశ్న 12Answer: C. It remains the same సమాధానం: C. మారకుండా ఉంటుంది
-
Question 13 ప్రశ్న 13Answer: B. A buoyant force acts upward, but it is not sufficient by itself to balance the stone's weight సమాధానం: B. పైకి ఉత్ప్లావక బలం పనిచేస్తుంది, కానీ అది ఒక్కటే రాయి బరువును సమతుల్యం చేయడానికి సరిపోదు
-
Question 14 ప్రశ్న 14Answer || సమాధానం: C. 18 N
-
Question 15 ప్రశ్న 15Answer || సమాధానం: B. 0.001 m³
-
Question 16 ప్రశ్న 16Answer || సమాధానం: A. 1.5 N
-
Question 17 ప్రశ్న 17Answer: C. It becomes double సమాధానం: C. రెట్టింపు అవుతుంది
-
Question 18 ప్రశ్న 18Answer: C. Both have equal buoyant forces సమాధానం: C. రెండింటిపై ఉత్ప్లావక బలాలు సమానంగా ఉంటాయి
-
Question 19 ప్రశ్న 19Answer: C. Compare the stone's loss of weight on immersion with the weight of the water displaced సమాధానం: C. ముంచినప్పుడు రాయి బరువులో కనిపించే తగ్గుదలను స్థానభ్రంశం చెందిన నీటి బరువుతో పోల్చడం
-
Question 20 ప్రశ్న 20Answer: A. The buoyant force is greater in the denser salt solution సమాధానం: A. ఎక్కువ సాంద్రత గల ఉప్పు ద్రావణంలో ఉత్ప్లావక బలం ఎక్కువగా ఉంటుంది