Άνωση: Αλλάζει η μάζα ενός επιπλέοντος αντικειμένου πόσο βαθιά κάθεται;
1 · Πρόβλεψε
Ένας φελλός επιπλέει στο νερό. Αν χρησιμοποιήσεις βαρύτερο φελλό ίδιου μεγέθους, πώς θα αλλάξει η άνωση που τον κρατά;
- Η άνωση μεγαλώνει για να ταιριάζει με το βαρύτερο βάρος.
- Η άνωση μένει ίδια ό,τι κι αν είναι η μάζα.
- Η άνωση μειώνεται επειδή ο φελλός κάθεται χαμηλότερα.
2 · Διάταξη
- Άνοιξε την προεπιλογή fluid-float και πάτησε Επαναφορά. Ένας φελλός επιπλέει στην επιφάνεια του νερού.
- Ενεργοποίησε τον αισθητήρα άνωσης στον φελλό.
- Ρύθμισε τη μάζα του φελλού για κάθε δοκιμή, άσε τον να εγκατασταθεί στην ισορροπία, και κατέγραψε το βυθισμένο κλάσμα και την ένδειξη άνωσης.
3 · Συλλογή Δεδομένων
| Μάζα φελλού m (kg) | Βυθισμένο κλάσμα | Άνωση F_b (N) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 1.50 | ||
| 2.00 |
Χαράξε την άνωση F_b (άξονας y) έναντι της μάζας m (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Τι σχήμα έχει η γραμμή;
4 · Ανάλυση
- Για κάθε δοκιμή, υπολόγισε m·g χρησιμοποιώντας g = 9.8 m/s² και σύγκρινέ το με την ένδειξη άνωσης.
- Εξήγησε γιατί η άνωση ενός επιπλέοντος αντικειμένου ισούται πάντα με το βάρος του, ανεξαρτήτως πόσο από αυτό είναι βυθισμένο.
5 · Επέκταση
- Αν συνέχιζες να προσθέτεις μάζα στον φελλό, σε ποιο σημείο θα πάψει να επιπλέει και θα βυθιζόταν; Τι θα έπρεπε να ισχύει για την άνωση σε αυτό το σημείο;
- Ένας χαλύβδινος όγκος βυθίζεται, αλλά ένα χαλύβδινο πλοίο επιπλέει. Χρησιμοποιώντας την αρχή του Αρχιμήδη, εξήγησε πώς το σχήμα — όχι το υλικό — το καθιστά δυνατό.
Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα
Αρχή του Αρχιμήδη
Η άνωση σε βυθισμένο (ή επιπλέον) αντικείμενο ισούται με το βάρος του υγρού που εκτοπίζει. Στην ισορροπία, η άνωση επιπλέοντος αντικειμένου εξισορροπεί ακριβώς το βάρος του — γι' αυτό οι δύο στήλες σου πρέπει να ταιριάζουν.