Keapungan: Adakah Jisim Objek Terapung Mengubah Betapa Dalam Ia Duduk?
1 · Ramal
Satu gabus terapung di air. Jika anda menggunakan gabus lebih berat dengan saiz sama, bagaimana daya tujah ke atas yang menahannya berubah?
- Daya tujah ke atas meningkat untuk memadankan berat yang lebih berat.
- Daya tujah ke atas kekal sama tidak kira jisimnya.
- Daya tujah ke atas menurun kerana gabus duduk lebih rendah.
2 · Susun
- Buka praset apungan-bendalir dan tekan Set semula. Satu gabus terapung di permukaan air.
- Aktifkan prob daya-tujah-ke-atas pada gabus.
- Tetapkan jisim gabus bagi setiap percubaan, biarkannya menetap ke keseimbangan, dan rekod pecahan terendam dan bacaan daya-tujah-ke-atas.
3 · Kumpul Data
| Jisim gabus m (kg) | Pecahan terendam | Daya tujah ke atas F_b (N) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 1.50 | ||
| 2.00 |
Plot daya tujah ke atas F_b (paksi-y) melawan jisim m (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Apa bentuk garis itu?
4 · Analisis
- Bagi setiap percubaan, kira m·g menggunakan g = 9.8 m/s² dan bandingkan dengan bacaan daya-tujah-ke-atas.
- Terangkan mengapa daya tujah ke atas objek terapung sentiasa sama dengan beratnya, tanpa mengira berapa banyak daripadanya terendam.
5 · Lanjutkan
- Jika anda terus menambah jisim kepada gabus, pada titik mana ia berhenti terapung dan tenggelam? Apa yang mesti benar tentang daya tujah ke atas pada titik itu?
- Blok keluli tenggelam, tetapi kapal keluli terapung. Menggunakan prinsip Archimedes, terangkan bagaimana bentuk -- bukan bahan -- menjadikan ini mungkin.
Fizik di Sebalik Eksperimen Ini
Prinsip Archimedes
Daya tujah ke atas pada objek terendam (atau terapung) sama dengan berat bendalir yang disesarkannya. Pada keseimbangan, daya tujah ke atas objek terapung mengimbangi beratnya dengan tepat -- sebab itulah kedua-dua kolum anda patut sepadan.