Fluidmekanik
Flyter i vatten
Se den lätta korken flyta upp — lyftkraften balanserar tyngden när tillräckligt stor volym är nedsänkt.
Flyter i vatten — interaktiv Fluidmekanik-simulering. Se den lätta korken flyta upp — lyftkraften balanserar tyngden när tillräckligt stor volym är nedsänkt. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Lyftkraft
Ett objekt flyter när den uppåtriktade lyftkraften är lika stor som dess tyngd. Den nedsänkta volymen anpassar sig tills jämvikt råder.
Arkimedes princip: lyftkraften är lika stor som tyngden av undanträngt fluidum. En lätt kork stiger tills tillräckligt stor volym är under vattnet för att bära dess tyngd.
- F_b = ρ_fluid · V_sub · g
- Flyter: F_b = mg
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
En kork flyter i vatten. Om du använder en tyngre kork med samma storlek, hur ändras då lyftkraften som håller upp den?
Förutsägelser att väga
- Lyftkraften ökar för att balansera den större tyngden.
- Lyftkraften förblir densamma oavsett massan.
- Lyftkraften minskar eftersom korken sitter lägre.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Korkmassa m (kg)
Det du mäter:
- Nedsänkt andel
- Flytkraft F_b (N)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Flyt i vätska och tryck på Återställ. En kork flyter vid vattenytan.
- Aktivera lyftkraftsproben på korken.
- Ställ in korkens massa för varje försök, låt den stabilisera sig i jämvikt och notera den nedsänkta andelen och lyftkraftsavläsningen.
Styrande ekvation
Arkimedes princip — F_b = ρ·V·g
Lyftkraften på ett nedsänkt (eller flytande) föremål är lika stor som tyngden av den vätska det tränger undan. I jämvikt balanserar en flytande kropps lyftkraft exakt dess tyngd — därför bör dina två kolumner stämma överens.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för varje försök m·g med g = 9.8 m/s² och jämför med lyftkraftsavläsningen.
- Förklara varför en flytande kropps lyftkraft alltid är lika stor som dess tyngd, oavsett hur mycket av den som är nedsänkt.
Var det här syns utanför labbet
- Om du fortsatte lägga massa på korken, vid vilken punkt skulle den sluta flyta och i stället sjunka? Vad måste gälla om lyftkraften vid den punkten?
- Ett stålblock sjunker, men ett stålfartyg flyter. Förklara med Arkimedes princip hur formen — inte materialet — gör detta möjligt.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Vilken är störst?
- Höj massan
- Fånga flytningen
- Öppna data
- Förklara dina bevis
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.