Vztlak: mění hmotnost plovoucího objektu, jak hluboko sedí?
1 · Predikuj
Zátka plave ve vodě. Když použiješ těžší zátku stejné velikosti, jak se změní vztlaková síla, která ji drží?
- Vztlaková síla se zvětší, aby odpovídala těžší tíze.
- Vztlaková síla zůstane stejná bez ohledu na hmotnost.
- Vztlaková síla se zmenší, protože zátka sedí níž.
2 · Sestavení
- Otevři předvolbu fluid-float a stiskni Resetovat. Zátka plave na hladině vody.
- Zapni sondu vztlakové síly na zátce.
- Nastav hmotnost zátky pro každý pokus, nech ji usednout do rovnováhy a zapiš ponornou část a odečet vztlakové síly.
3 · Sbírej data
| Hmotnost zátky m (kg) | Ponorná část | Vztlaková síla F_b (N) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 1.50 | ||
| 2.00 |
Vynes vztlakovou sílu F_b (osa y) proti hmotnosti m (osa x) pro své tři pokusy. Jaký tvar má čára?
4 · Analyzuj
- Pro každý pokus spočti m·g s g = 9.8 m/s² a porovnej s odečtem vztlakové síly.
- Vysvětli, proč vztlaková síla plovoucího objektu vždy rovná jeho tíze bez ohledu na to, jak moc je ponořen.
5 · Rozšiř
- Kdybys zátkam pořád přidával hmotnost, v jakém okamžiku by přestala plavat a začala se potápět? Co by muselo platit o vztlakové síle v tom bodě?
- Ocelový blok se potápí, ale ocelová loď plave. Pomocí Archimédova zákona vysvětli, jak tvar — ne materiál — to umožňuje.
Fyzika za tímto experimentem
Archimédův zákon
Vztlaková síla na ponořeném (nebo plovoucím) objektu se rovná tíze tekutiny, kterou vytlačí. V rovnováze vztlaková síla plovoucího objektu přesně vyvažuje jeho tíhu — proto by se tvé dva sloupce měly shodovat.