Жидкости
Плавание в воде
Проследите, как лёгкая пробка всплывает — сила плавучести уравновешивает вес, когда погружен достаточный объём.
Плавание в воде — интерактивная симуляция (Жидкости). Проследите, как лёгкая пробка всплывает — сила плавучести уравновешивает вес, когда погружен достаточный объём. Бесплатная виртуальная физическая лаборатория в браузере с живыми измерениями в СИ и сопровождаемым туром.
Сила Архимеда
Тело плавает, когда направленная вверх выталкивающая сила равна его весу. Погружённый объём подстраивается до равновесия.
Закон Архимеда: выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости. Лёгкая пробка всплывает, пока под водой не окажется достаточно объёма, чтобы удержать её вес.
- F_b = ρ_fluid · V_sub · g
- Плавает: F_b = mg
Краткое описание исследования
Спланируйте вопрос до открытия лаборатории
Краткое описание повторяет предрендеренную страницу: движущий вопрос, конкурирующие прогнозы, роли переменных, определяющие законы, ход работы, анализ и задания для развития остаются видимыми и в этом порядке.
Движущий вопрос
Пробка плавает в воде. Если взять более тяжёлую пробку того же размера, как изменится удерживающая её выталкивающая сила?
Прогнозы для взвешивания
- Выталкивающая сила растёт, чтобы уравновесить больший вес.
- Выталкивающая сила остаётся той же при любой массе.
- Выталкивающая сила уменьшается, потому что пробка сидит ниже.
Роли переменных
Что вы задали:
- Масса пробки m (kg)
Что вы измеряете:
- Погружённая доля
- Выталкивающая сила F_b (N)
Как идёт исследование
- Откройте пресет плавания и нажмите «Сброс». Пробка плавает на поверхности воды.
- Включите датчик выталкивающей силы на пробке.
- Задайте массу пробки для каждой пробы, дайте ей успокоиться до равновесия и запишите погружённую долю и показание выталкивающей силы.
Определяющее уравнение
Закон Архимеда — F_b = ρ·V·g
Выталкивающая сила на погружённом (или плавающем) теле равна весу вытесненной им жидкости. В равновесии выталкивающая сила плавающего тела точно уравновешивает его вес — поэтому ваши два столбца должны совпадать.
Что печатный рабочий лист предлагает учащимся вывести
- Для каждой пробы вычислите m·g при g = 9.8 м/с² и сравните с показанием выталкивающей силы.
- Объясните, почему выталкивающая сила плавающего тела всегда равна его весу, независимо от того, какая его часть погружена.
Где это проявляется за пределами лаборатории
- Если продолжать добавлять пробке массу, в какой момент она перестанет плавать и утонет? Что должно выполняться для выталкивающей силы в этот момент?
- Стальной блок тонет, но стальной корабль плавает. По закону Архимеда объясните, как форма — а не материал — делает это возможным.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Что больше?
- Поднимите массу
- Зафиксируйте плавание
- Откройте данные
- Объясните свои данные
Откройте интерактивную симуляцию, чтобы собрать сцену, нажать Play и исследовать с живыми измерениями и сопровождаемым туром.
Открыть интерактивную лабораторию →