Fluidai
Skendimas ar plūduriavimas
Stebėk, kaip tankus rutulys skenda — jo svoris viršija Archimedo jėgą.
Skendimas ar plūduriavimas — interaktyvi Fluidai simuliacija. Stebėk, kaip tankus rutulys skenda — jo svoris viršija Archimedo jėgą. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Neigiamas plūduriavimas
Tankus objektas skenda, kai jo svoris viršija didžiausiąją skysčio teikiamą Archimedo jėgą.
Jei objekto vidutinis tankis didesnis už skysčio, Archimedo jėga (remiantis visu išstumiamu tūriu panėrus) niekada nepasieka svorio. Rutulys krinta žemyn su pagreičiu.
- F_b = ρ_fluid · V · g
- Skendimas: mg > F_b
Tyrimo santrauka
Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją
Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.
Pagrindinis klausimas
Metalinis smearbuolas įmetamas į vandenį ir ateina į rimtį ant dugno, visiškai panėręs. Kai jis jau panėręs, ar sunkesnis padarymas keičia jo panirimą?
Svarstytini spėjimai
- Sunkesnis skenduolis panėra dar labiau (virš 100 %).
- Jis jau visiškai panėręs (100 %), tad daugiau masės negali panardyti giliau.
- Sunkesnis skenduolis panėra mažiau, nes greičiau krenta.
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- Skenduolio masė m (kg)
Ką tu matauji:
- Svoris mg (N)
- Panirusioji dalis
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk „Skendantys objektai“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Skenduolis krenta pro vandenį ir ateina į rimtį ant bako dugno.
- Įjunk panirusios dalies zondą ant skenduolio.
- Nustatyk skenduolio masę kiekvienam bandymui, leisk nusistovėti ir užsirašyk jo panirusią dalį.
Valdančioji lygtis
Archimedo dėsnis (maksimume) — F_b = ρ·V·g
Didžiausia Archimedo jėga, kurią objektas kada nors gali gauti, yra ρ·g·V_full — išstumto skysčio svoris, jei jis būtų panėręs visiškai. Kai objekto svoris viršija šią ribą, jis skenda ir lieka visiškai panėręs; papildoma masė negali panardyti giliau, nes jis jau išstumia visą savo tūrį.
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Apskaičiuok skenduolio visą tūrį iš jo spindulio (0,4 m) ir didžiausią įmanomą Archimedo jėgą ρ·g·V_full naudodamas vandens tankį 1000 kg/m³. Palygink su kiekvieno bandymo svoriu.
- Paaiškink, kodėl panirusi dalis lieka užfiksuota ties 1,0 (100 %), kai svoris viršija didžiausiąją Archimedo jėgą, kad ir kiek sunkesnis skenduolis darytųsi.
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Šio skenduolio didžiausioji Archimedo jėga yra apie 24,6 N — bet kuri masė žemiau maždaug 2,5 kg plūduriuotų vietoj to. Palygink su „Plūduriavimas“ eksperimentu: kas lemia, ar objektas plūduriuoja ar skenda?
- Jūros vanduo tankesnis už gėlą. Ar skenduolis, visiškai panėręs gėlame vandenyje, būtinai visiškai panertų jūros vandenyje? Paaiškink naudodamas Archimedo jėgos formulę.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Sveiki atvykę prie skendimo
- Pasirink skęstantį rutulį
- Spausk Leisti
- Skenda žemyn
- Atidaryk Savybių skydą
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →