Плаваемост: променя ли масата на плаващ обект колко дълбоко седи?
1 · Предскажи
Тапа плава във вода. Ако вземеш по-тежка тапа със същия размер, как ще се промени Архимедовата сила, която я дърги нагоре?
- Архимедовата сила нараства, за да отговори на по-тежкото тегло.
- Архимедовата сила остава същата независимо от масата.
- Архимедовата сила намалява, защото тапата седи по-ниско.
2 · Постановка
- Отвори настройката плаващ флуид и натисни Нулирай. Тапа плава на повърхността на водата.
- Включи сензора за Архимедова сила на тапата.
- Задай масата на тапата за всеки опит, остави я да се установи в равновесие и запиши потопената част и показанието на Архимедовата сила.
3 · Събери данни
| Маса на тапата m (kg) | Потопена част | Архимедова сила F_b (N) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 1.50 | ||
| 2.00 |
Чертай Архимедовата сила F_b (ос y) спрямо масата m (ос x) за трите си опита. Каква е формата на линията?
4 · Анализирай
- За всеки опит изчисли m·g с g = 9.8 m/s² и сравни с показанието на Архимедовата сила.
- Обясни защо Архимедовата сила на плаващ обект винаги е равна на теглото му, независимо колко от него е потопено.
5 · Надгради
- Ако продължаваш да добавяш маса към тапата, в какъв момент би спряла да плава и потънала? Какво трябваше да е вярно за Архимедовата сила в този момент?
- Стоманен блок потъва, а стоманен кораб плава. С принципа на Архимед обясни как формата — не материалът — прави това възможно.
Физиката зад този експеримент
Принцип на Архимед
Архимедовата сила върху потопен (или плаващ) обект е равна на теглото на изместения от него флуид. При равновесие Архимедовата сила на плаващ обект точно уравновесява теглото му — затова двете ти колони трябва да съвпадат.