Fluidi
Peld vai grimst
Vēro, kā blīvā bumba grimst — tās svars pārsniedz Arhimēda spēku.
Peld vai grimst — interaktīva Fluidi simulācija. Vēro, kā blīvā bumba grimst — tās svars pārsniedz Arhimēda spēku. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Negatīva peldēšana
Blīvs ķermenis grimst, kad tā svars pārsniedz lielāko Arhimēda spēku, ko šķidrums var dot.
Ja ķermeņa vidējais blīvums ir lielāks par šķidruma, Arhimēda spēks (balstīts uz pilnu izspiesto tilpumu iegremdējot) nekad nesasniedz svaru. Bumba paātrinās uz leju.
- F_b = ρ_fluid · V · g
- Grimst: mg > F_b
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Metāla slogs tiek iemests ūdenī un apstājas apakšā, pilnībā iegremdēts. Kad tas ir pilnībā iegremdēts, vai smagāka darīšana maina to, cik iegremdēts tas ir?
Prognozes, ko svērt
- Smagāks slīpētājs iegremdējas vēl vairāk (virs 100%).
- Tas jau ir pilnībā iegremdēts (100%), tāpēc vairāk masas nevar to iegremdēt tālāk.
- Smagāks slīpētājs iegremdējas mazāk, jo krīt ātrāk.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Sloga masa m (kg)
Ko tu mēri:
- Svars mg (N)
- Iegremdētā daļa
Kā izpēte norit
- Atver grimšanas eksperimentu un nospied Atiestatīt. Slogs krīt cauri ūdenim un apstājas tvertnes dibenā.
- Ieslēdz iegremdētās daļas zondi uz sloga.
- Iestati sloga masu katram mēģinājumam, ļauj tam norimst un ieraksti tā iegremdēto daļu.
Noteicošais vienādojums
Arhimēda likums (pie maksimuma) — F_b = ρ·V·g
Lielākais Arhimēda spēks, ko ķermenis jebkad var saņemt, ir ρ·g·V_full — šķidruma svars, ko tas izspiestu, būdams pilnībā iegremdēts. Tiklīdz ķermeņa svars pārsniedz šo griestu, tas grimst un paliek pilnībā iegremdēts; vairāk masas to nevar iegremdēt tālāk, jo tas jau izspiež visu savu tilpumu.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Izrēķini sloga pilno tilpumu no tā rādiusa (0.4 m) un lielāko iespējamo Arhimēda spēku ρ·g·V_full ar ūdens blīvumu 1000 kg/m³. Salīdzini to ar katra mēģinājuma svaru.
- Izskadyro, kāpēc iegremdētā daļa paliek piesprausta pie 1.0 (100%), tiklīdz svars pārsniedz maksimālo Arhimēda spēku, neatkarīgi no tā, cik smagāks slogs kļūst.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Šī sloga maksimālais Arhimēda spēks ir apmēram 24.6 N — jebkura masa zem apmēram 2.5 kg peldētu tā vietā. Salīdzini to ar peldošā korķa eksperimentu: kas nosaka, vai ķermenis peld vai grimst?
- Jūras ūdens ir blīvāks nekā saldais ūdens. Vai slogs, kas pilnībā iegremdējas saldajā ūdenī, noteikti pilnībā iegremdēsies jūras ūdenī? Izskadyro ar Arhimēda spēka formulu.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Sveicināts grimšanas eksperimentā
- Atlasīts grimstošo bumbu
- Nospied „Atskaņot”
- Grimst lejup
- Atver Īpašību paneli
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →