Grimstoši ķermeņi: svars pret maksimālo Arhimēda spēku
1 · Prognozē
Metāla slogs tiek iemests ūdenī un apstājas apakšā, pilnībā iegremdēts. Kad tas ir pilnībā iegremdēts, vai smagāka darīšana maina to, cik iegremdēts tas ir?
- 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.
2 · Iestati
- 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.
3 · Vāc datus
| Sloga masa m (kg) | Svars mg (N) | Iegremdētā daļa |
|---|---|---|
| 3.00 | ||
| 4.00 | ||
| 5.00 |
Zīmē iegremdēto daļu (y ass) pret svaru (x ass) saviem trim mēģinājumiem.
4 · Analizē
- 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.
5 · Paplašina
- 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.
Fizika aiz šī eksperimenta
Arhimēda likums (pie maksimuma)
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.