Flotabilitate: schimbă masa unui obiect care plutește cât de adânc stă?
1 · Prezice
Un plutitor plutește în apă. Dacă folosești un plutitor mai greu de aceeași mărime, cum se va schimba forța arhimedică care îl susține?
- Forța arhimedică crește pentru a egala greutatea mai mare.
- Forța arhimedică rămâne aceeași indiferent de masă.
- Forța arhimedică scade, pentru că plutitorul stă mai jos.
2 · Montaj
- Deschide presetarea fluid-float și apasă Resetează. Un plutitor plutește la suprafața apei.
- Activează sonda forței arhimedice pe plutitor.
- Setează masa plutitorului pentru fiecare încercare, lasă-l să se așeze la echilibru și înregistrează fracția scufundată și citirea forței arhimedice.
3 · Colectează date
| Masa plutitorului m (kg) | Fracția scufundată | Forța arhimedică F_b (N) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 1.50 | ||
| 2.00 |
Plotează forța arhimedică F_b (axa y) în funcție de masa m (axa x) pentru cele trei încercări. Ce formă are linia?
4 · Analizează
- Pentru fiecare încercare, calculează m·g folosind g = 9.8 m/s² și compară cu citirea forței arhimedice.
- Explică de ce forța arhimedică asupra unui obiect care plutește egalează întotdeauna greutatea lui, indiferent cât din el este scufundat.
5 · Extinde
- Dacă ai continua să adaugi masă plutitorului, în ce punct s-ar opri din plutit și s-ar scufunda? Ce ar trebui să fie adevărat despre forța arhimedică în acel punct?
- Un bloc de oțel se scufundă, dar o navă de oțel plutește. Folosind principiul lui Arhimede, explică cum forma — nu materialul — face asta posibil.
Fizica din spatele acestui experiment
Principiul lui Arhimede
Forța arhimedică asupra unui obiect scufundat (sau plutitor) este egală cu greutatea fluidului dislocuit de el. La echilibru, forța arhimedică a unui obiect plutitor îi echilibrează exact greutatea — de aceea cele două coloane ale tale ar trebui să corespundă.