Fluidok
Úszás vízben
Nézd, ahogy a könnyű parafa fel-lebeg — a felhajtóerő kiegyensúlyozza a súlyt, ha elég térfogat merül alatt.
Úszás vízben — interaktív Fluidok szimuláció. Nézd, ahogy a könnyű parafa fel-lebeg — a felhajtóerő kiegyensúlyozza a súlyt, ha elég térfogat merül alatt. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Felhajtóerő
Egy test akkor lebeg, ha a felfelé ható felhajtóerő egyenlő a súlyával. A bemerített térfogat addig igazodik, amíg egyensúlyba nem kerül.
Arkhimédész elve: a felhajtóerő egyenlő a kiszorított folyadék súlyával. Egy könnyű parafa addig emelkedik, amíg elég térfogat van víz alatt a súlya tartásához.
- F_b = ρ_fluid · V_sub · g
- Lebegés: F_b = mg
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Egy parafa lebeg a vízen. Ha ugyanakkora, de nehezebb parafát használsz, hogyan változik a felfelé tartó felhajtóerő?
Mérlegelendő jóslatok
- A felhajtóerő megnő, hogy lépést tartson a nehezebb súllyal.
- A felhajtóerő ugyanaz marad, bármekkora a tömeg.
- A felhajtóerő csökken, mert a parafa mélyebbre ül.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Parafa tömege m (kg)
Amit mérsz:
- Bemerített hányad
- Felhajtóerő F_b (N)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a fluid-float előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Egy parafa lebeg a víz felszínén.
- Engedélyezd a felhajtóerő-mérőt a parafán.
- Állítsd be a parafa tömegét minden mérésnél, hagyd kiegyensúlyozódni, és rögzítsd a merülési hányadot és a felhajtóerő-leolvasást.
Vezéregyenlet
Arkhimédész-elv — F_b = ρ·V·g
A merülő (vagy lebegő) testre ható felhajtóerő egyenlő a kiszorított folyadék súlyával. Egyensúlyban a lebegő test felhajtóereje pontosan kiegyensúlyozza a súlyát — ezért kell egyezniük a két oszlopodnak.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Minden mérésnél számítsd ki az m·g-t g = 9.8 m/s²-vel, és hasonlítsd a felhajtóerő-leolvasáshoz.
- Magyarázd meg, miért egyenlő mindig egy lebegő test felhajtóereje a súlyával, függetlenül attól, mennyi merül bele.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Ha folyamatosan tömeget adnál a parafához, melyik ponton hagyná abba a lebegést és süllyedne el? Mi kellene igaz legyen akkor a felhajtóerőről?
- Egy acélblokk elsüllyed, de egy acélhajó lebeg. Az Arkhimédész-elv segítségével magyarázd meg, hogyan teszi ezt lehetővé az alak — nem az anyag.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Melyik a nagyobb?
- Növeld a tömeget
- Rögzítsd a lebegést
- Nyisd meg az adatokat
- Magyarázd el a bizonyítékod
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.