Vztlak: mení hmotnosť plávajúceho objektu, ako hlboko sedí?
1 · Predikuj
Korok pláva na vode. Ak použiješ ťažší korok rovnakej veľkosti, ako sa zmení vztlaková sila, ktorá ho drží?
- Vztlaková sila sa zväčší, aby vyrovnala ťažšiu tiaž.
- Vztlaková sila zostáva rovnaká bez ohľadu na hmotnosť.
- Vztlaková sila sa zmenší, pretože korok sedí nižšie.
2 · Priprav
- Otvor predvolbu plávanie a stlač Resetovať. Korok pláva na hladine vody.
- Zapni sondu vztlakovej sily na koroku.
- Nastav hmotnosť koroku pre každý pokus, nech ho usadiť do rovnováhy a zaznamenaj ponorený podiel a odčítanie vztlakovej sily.
3 · Zbieraj údaje
| Hmotnosť koroku m (kg) | Ponorený podiel | Vztlaková sila F_b (N) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 1.50 | ||
| 2.00 |
Zaznamenaj vztlakovú silu F_b (os y) verzus hmotnosť m (os x) pre svoje tri pokusy. Aký tvar má krivka?
4 · Analyzuj
- Pre každý pokus vypočítaj m·g pomocou g = 9.8 m/s² a porovnaj s odčítaním vztlakovej sily.
- Vysvetli, prečo vztlaková sila plávajúceho objektu sa vždy rovná jeho tiaži bez ohľadu na to, koľko z neho je ponorené.
5 · Rozšír
- Ak by si koroku stále pridával hmotnosť, v ktorom bode by prestal plávať a začal sa potápať? Čo by muselo platiť o vztlakovej sile v tom bode?
- Oceľový blok sa potápa, ale oceľová loď pláva. Pomocou Archimedovho zákona vysvetli, ako tvar — nie materiál — to umožňuje.
Fyzika za týmto experimentom
Archimedov zákon
Vztlaková sila na ponorenom (alebo plávajúcom) objekte sa rovná tiaži kvapaliny, ktorú vytlačí. Pri rovnováhe vztlaková sila plávajúceho objektu presne vyvažuje jeho tiaž — preto by sa tvoje dva stĺpce mali zhodovať.