Fluids
Flota o s'enfonsa
Observa com la bola densa s'enfonsa: el seu pes supera la força d'empenyiment.
Flota o s'enfonsa — simulació interactiva de Fluids. Observa com la bola densa s'enfonsa: el seu pes supera la força d'empenyiment. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Empenyiment negatiu
Un objecte dens s'enfonsa quan el seu pes supera la força d'empenyiment màxima que el fluid pot subministrar.
Si la densitat mitjana de l'objecte supera la del fluid, l'empenyiment (basat en tot el volum desplaçat en immersió) mai no arriba al pes. La bola s'accelera cap avall.
- F_b = ρ_fluid · V · g
- Enfonsament: mg > F_b
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Un pes de metall cau a l'aigua i arriba al fons, totalment submergit. Un cop és del tot submergit, fer-lo més pesant en canvia el grau de submersió?
Prediccions a valorar
- Un pes més pesant se submergeix encara més (per sobre del 100%).
- Ja és del tot submergit (100%), o sigui que més massa no el pot submergir més.
- Un pes més pesant se submergeix menys perquè cau més de pressa.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Massa del pes m (kg)
El que tu mesures:
- Pes mg (N)
- Fracció submergida
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Flota o s'enfonsa» i prem Restableix. El pes travessa l'aigua i acaba reposant al fons del dipòsit.
- Activa la sonda de fracció submergida al pes.
- Defineix la massa del pes per a cada prova, deixa-la assentar-se i enregistra'n la fracció submergida.
Equació governant
Principi d'Arquimedes (al màxim) — F_b = ρ·V·g
La força d'empenyiment més gran que un objecte pot rebre mai és ρ·g·V_full: el pes del fluid que desplaçaria si estigués del tot submergit. Un cop el pes de l'objecte supera aquest sostre, s'enfonsa i queda del tot submergit: afegir més massa no el pot submergir més perquè ja desplaça tot el seu volum.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Calcula el volum complet del pes amb el seu radi (0.4 m) i la força d'empenyiment màxima possible ρ·g·V_full amb densitat de l'aigua de 1000 kg/m³. Compara-ho amb el pes de cada prova.
- Explica per què la fracció submergida es queda tapada a 1.0 (100%) un cop el pes supera la força d'empenyiment màxima, per més pesant que es faci el pes.
On apareix això més enllà del laboratori
- La força d'empenyiment màxima d'aquest pes és d'uns 24.6 N: qualsevol massa per sota d'uns 2.5 kg suraria. Compara-ho amb l'experiment «Surar a l'aigua»: què determina si un objecte sura o s'enfonsa?
- L'aigua de mar és més densa que l'aigua dolça. Un pes que se submergeix del tot en aigua dolça se submergiria necessàriament del tot en aigua de mar? Explica-ho amb la fórmula de la força d'empenyiment.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Benvingut a Fluid que s'enfonsa
- Selecciona la bola que s'enfonsa
- Prem Reprodueix
- Enfonsant-se
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →