Lyftkraft: Ändrar en flytande kropps massa hur djupt den sitter?
1 · Förutsäg
En kork flyter i vatten. Om du använder en tyngre kork med samma storlek, hur ändras då lyftkraften som håller upp den?
- Lyftkraften ökar för att balansera den större tyngden.
- Lyftkraften förblir densamma oavsett massan.
- Lyftkraften minskar eftersom korken sitter lägre.
2 · Uppbyggnad
- 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.
3 · Samla data
| Korkmassa m (kg) | Nedsänkt andel | Flytkraft F_b (N) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 1.50 | ||
| 2.00 |
Rita lyftkraften F_b (y-axeln) mot massan m (x-axeln) för dina tre försök. Vilken form har linjen?
4 · Analysera
- 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.
5 · Utvidga
- 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.
Fysiken bakom det här experimentet
Arkimedes princip
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.