Tekutiny
Pláva alebo sa potápa
Sleduj, ako hustá lopta klesá — jej tiaž prevyšuje vztlakovú silu.
Pláva alebo sa potápa — interaktívna simulácia Tekutiny. Sleduj, ako hustá lopta klesá — jej tiaž prevyšuje vztlakovú silu. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Záporný vztlak
Hustý objekt sa potápa, keď jeho tiaž prevyšuje maximálnu vztlakovú silu, ktorú kvapalina vie poskytnúť.
Ak je priemerná hustota objektu väčšia než hustota kvapaliny, vztlaková sila (založená na celom vytlačenom objeme pri ponorení) nikdy nedosiahne tiaž. Lopta sa zrýchľuje nadol.
- F_b = ρ_fluid · V · g
- Potápanie: mg > F_b
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Kovová záťaž je pustená do vody a príde do pokoja na dne, úplne ponorená. Keď je raz úplne ponorená, mení jej zaťaženie, ako je ponorená?
Predikcie na zváženie
- Ťažšia záťaž sa ponára ešte viac (nad 100 %).
- Je už úplne ponorená (100 %), takže viac hmotnosti ju nemôže ponoriť hlbšie.
- Ťažšia záťaž sa ponára menej, pretože klesá rýchlejšie.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Hmotnosť záťaže m (kg)
Čo meriaš:
- Tiaž mg (N)
- Ponorený podiel
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu potápanie a stlač Resetovať. Záťaž klesá vodou a príde do pokoja na dne nádrže.
- Zapni sondu ponoreného podielu na záťaži.
- Nastav hmotnosť záťaže pre každý pokus, nech ju usadiť a zaznamenaj jej ponorený podiel.
Riadiaca rovnica
Archimedov zákon (v maxime) — F_b = ρ·V·g
Najväčšia vztlaková sila, ktorú objekt kedy môže dostať, je ρ·g·V_full — tiaž kvapaliny, ktorú by vytlačil pri úplnom ponorení. Keď tiaž objektu prevýši tento strop, potopí sa a zostane úplne ponorený; pridanie hmotnosti ho nemôže ponoriť hlbšie, pretože už vytláča celý svoj objem.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Vypočítaj celý objem záťaže z jej polomeru (0.4 m) a maximálnu možnú vztlakovú silu ρ·g·V_full s hustotou vody 1000 kg/m³. Porovnaj ju s tiažou každého pokusu.
- Vysvetli, prečo ponorený podiel zostáva zastropovaný na 1.0 (100 %), keď tiaž prevýši maximálnu vztlakovú silu, nezávisle na tom, aká ťažká záťaž je.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Maximálna vztlaková sila tejto záťaže je asi 24.6 N — každá hmotnosť pod asi 2.5 kg by namiesto toho plávala. Porovnaj to s experimentom plávanie: čo určuje, či objekt pláva alebo sa potápa?
- Morská voda je hustejšia než sladká. Potopila by sa záťaž, ktorá sa úplne ponára v sladkej vode, nevyhnutne úplne v morskej vode? Vysvetli pomocou vzorca vztlakovej sily.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Vitaj pri ponáraní
- Vyber potápajúcu loptu
- Stlač Prehrať
- Potápa sa
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →