Fluidi
Tone ili pluta
Gledaj kako gusta loptica tone — njezina težina prelazi uzgonsku silu.
Tone ili pluta — interaktivna simulacija: Fluidi. Gledaj kako gusta loptica tone — njezina težina prelazi uzgonsku silu. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Negativni uzgon
Gust objekt tone kad njegova težina prelazi maksimalnu uzgonsku silu koju fluid može dati.
Ako je prosječna gustoća objekta veća od fluida, uzgonska sila (temeljena na punom istisnutom volumenu pri uronu) nikad ne dostiže težinu. Loptica ubrzava prema dolje.
- F_b = ρ_fluid · V · g
- Tonjenje: mg > F_b
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Metalni tonjući predmet ispušten je u vodu i miruje na dnu, potpuno potopljen. Jednom kad je potpuno potopljen, mijenja li gađenje težim koliko je potopljen?
Predviđanja za odvagnuti
- Teži tonjući predmet tone još više (preko 100%).
- Već je potpuno potopljen (100%), pa ga više mase ne može potopiti dublje.
- Teži tonjući predmet tone manje jer pada brže.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Masa tonućeg predmeta m (kg)
Što mjeriš:
- Težina mg (N)
- Potopljeni udio
Kako istraživanje teče
- Otvori postav fluid-sink i pritisni Resetiraj. Tonući predmet pada kroz vodu i miruje na dnu spremnika.
- Omogući sondu potopljenog udjela na tonućem predmetu.
- Postavi masu tonućeg predmeta za svaki pokušaj, pusti da se smiri i zabilježi njegov potopljeni udio.
Odgovarajuća jednadžba
Arhimedov zakon (pri maksimumu) — F_b = ρ·V·g
Najveća uzgonska sila koju objekt ikad može primiti jest ρ·g·V_full — težina fluida koji bi istisnuo kad bi bio cijel potopljen. Kad težina objekta premaši tu gornju granicu, on tone i ostaje potpuno potopljen; dodatna masa ga ne može potopiti dublje jer već istiskuje cijeli svoj volumen.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Izračunaj puni volumen tonućeg predmeta iz njegovog polumjera (0.4 m) i maksimalnu moguću uzgonsku silu ρ·g·V_full koristeći gustoću vode 1000 kg/m³. Usporedi s težinom svakog pokušaja.
- Objasni zašto potopljeni udio ostaje ograničen na 1.0 (100%) jednom kad težina premaši maksimalnu uzgonsku silu, ma koliko tonući predmet bio teži.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Maksimalna uzgonska sila ovog tonućeg predmeta je oko 24.6 N — svaka masa ispod oko 2.5 kg bi umjesto toga plutala. Usporedi s pokusom fluid-float: što određuje pluta li objekt ili tone?
- Morska voda je gušća od slatke. Bi li tonući predmet koji se potpuno potapa u slatkoj vodi nužno potpuno potonuo i u morskoj? Objasni formulom uzgonske sile.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Dobro došli u tonjenje
- Odaberi tonuću lopticu
- Pritisni Pokreni
- Tonje prema dolje
- Otvori ploču Svojstva
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →