Væsker
Synke eller flyte
Se den tette kulen synke — tyngden dens overstiger oppdriftskraften.
Synke eller flyte — interaktiv Væsker-simulering. Se den tette kulen synke — tyngden dens overstiger oppdriftskraften. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Negativ oppdrift
Et tett objekt synker når vekten dets overstiger den maksimale oppdriftskraften væsken kan levere.
Hvis objektets gjennomsnittlige tetthet er større enn væskens, når oppdriftskraften (basert på hele det fortrepne volumet ved nedsenking) aldri vekten. Kulen akselererer nedover.
- F_b = ρ_fluid · V · g
- Synker: mg > F_b
Undersøkelsesgrunnlag
Planlegg spørsmålet før du åpner labben
Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.
Problemstilling
En metallsenker slippes ned i vannet og legger seg på bunnen, helt nedsenket. Når den først er helt nedsenket, endrer det noe å gjøre den tyngre for hvor nedsenket den er?
Prediksjoner å veie
- En tyngre senker nedsenkes enda mer (over 100 %).
- Den er allerede helt nedsenket (100 %), så mer masse kan ikke nedsenke den ytterligere.
- En tyngre senker nedsenkes mindre fordi den faller raskere.
Variabelroller
Hva du setter:
- Senkermasse m (kg)
Hva du måler:
- Tyngde mg (N)
- Nedsenket andel
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne væske-senkking-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Senkeren faller gjennom vannet og legger seg på tankgulvet.
- Aktiver nedsenket-andel-sonden på senkeren.
- Sett senkerens masse for hvert forsøk, la den legge seg, og registrer dens nedsenkede andel.
Styrende likning
Arkimedes' prinsipp (ved maksimum) — F_b = ρ·V·g
Den største oppdriftskraften et objekt noensinne kan motta er ρ·g·V_full — vekten av væsken det ville fortrengt om det var helt nedsenket. Når et objekts vekt overstiger denne takseringen, synker det og forblir helt nedsenket; å legge til mer masse kan ikke nedsenke det ytterligere fordi det allerede fortrenger hele volumet sitt.
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- Beregn senkerens fulle volum fra radiusen dens (0,4 m) og den maksimale mulige oppdriftskraften ρ·g·V_full med vanntetthet 1000 kg/m³. Sammenlign den med hver forsøks vekt.
- Forklar hvorfor den nedsenkede andelen forblir taksert ved 1,0 (100 %) når vekten overstiger den maksimale oppdriftskraften, uansett hvor mye tyngre senkeren blir.
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- Denne senkerens maksimale oppdriftskraft er omtrent 24,6 N — enhver masse under omtrent 2,5 kg ville flyte i stedet. Sammenlign dette med væske-flyt-eksperimentet: hva bestemmer om et objekt flyter eller synker?
- Saltvann er tettere enn ferskvann. Ville en senker som helt nedsenkes i ferskvann nødvendigvis helt nedsenkes i saltvann? Forklar med oppdriftskraftformelen.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Velkommen til Væske-senkking
- Velg senkekulen
- Trykk Spill av
- Synker ned
- Åpne Egenskaper-panelet
- Du klarte det!
Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.