Empenyiment: canvia la massa d'un objecte que sura com de fond es seu?
1 · Prediu
Un suro sura a l'aigua. Si fas servir un suro més pesant de la mateixa mida, com canviarà la força d'empenyiment que el sosté?
- La força d'empenyiment augmenta per igualar el pes més gran.
- La força d'empenyiment es queda igual sigui quina sigui la massa.
- La força d'empenyiment disminueix perquè el suro seu més baix.
2 · Configura
- Obre el predefinit «Surar a l'aigua» i prem Restableix. Un suro sura a la superfície de l'aigua.
- Activa la sonda de força d'empenyiment al suro.
- Defineix la massa del suro per a cada prova, deixa'l assentar-se a l'equilibri i enregistra la fracció submergida i la lectura de força d'empenyiment.
3 · Recull dades
| Massa del suro m (kg) | Fracció submergida | Força d'empenyiment F_b (N) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 1.50 | ||
| 2.00 |
Representa la força d'empenyiment F_b (eix y) contra la massa m (eix x) per a les tres proves. Quina forma té la línia?
4 · Analitza
- Per a cada prova, calcula m·g amb g = 9.8 m/s² i compara-ho amb la lectura de força d'empenyiment.
- Explica per què la força d'empenyiment d'un objecte que sura sempre iguala el seu pes, independentment de la quantitat submergida.
5 · Amplia
- Si continues afegint massa al suro, en quin punt deixaria de surar i s'enfonsaria? Què hauria de ser cert sobre la força d'empenyiment en aquell punt?
- Un bloc d'acer s'enfonsa, però un vaixell d'acer sura. Amb el principi d'Arquimedes, explica com la forma — i no el material — fa possible això.
La física al darrere d'aquest experiment
Principi d'Arquimedes
La força d'empenyiment sobre un objecte submergit (o flotant) iguala el pes del fluid que desplaça. A l'equilibri, la força d'empenyiment d'un objecte que sura equilibra exactament el seu pes: per això les teves dues columnes haurien de coincidir.
Fluids
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles