ของไหล
ลอยในน้ำ
ดูคอร์กเบาลอยขึ้น — แรงลอยตัวทวนน้ำหนักเมื่อจมปริมาตรพอ
ลอยในน้ำ — การจำลองของไหลแบบโต้ตอบ ดูคอร์กเบาลอยขึ้น — แรงลอยตัวทวนน้ำหนักเมื่อจมปริมาตรพอ ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
แรงลอยตัว
วัตถุลอยเมื่อแรงลอยตัวขึ้นเท่ากับน้ำหนักของมัน ปริมาตรที่จมจะปรับจนกว่าจะถึงจุดสมดุล
หลักการของอาร์คิมิดีส: แรงลอยตัวเท่ากับน้ำหนักของของไหลที่ถูกแทนที่ ไม้ก๊อกเบาจะลอยขึ้นจนกว่าปริมาตรที่จมน้ำมากพอที่จะรับน้ำหนักไว้ได้
- F_b = ρ_fluid · V_sub · g
- ลอย: F_b = mg
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
ไม้คอร์กลอยอยู่ในน้ำ ถ้าใช้คอร์กที่หนักกว่าขนาดเดิม แรงลอยตัวที่พยุงมันไว้จะเปลี่ยนไปอย่างไร
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- แรงลอยตัวเพิ่มขึ้นเท่ากับน้ำหนักที่หนักขึ้น
- แรงลอยตัวคงเดิมไม่ว่ามวลเท่าใด
- แรงลอยตัวลดลงเพราะคอร์กนั่งต่ำลง
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- มวลไม้คอร์ก m (kg)
สิ่งที่คุณวัด:
- เศษส่วนที่จม
- แรงลอยตัว F_b (N)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ fluid-float แล้วกดรีเซ็ต ไม้คอร์กลอยอยู่ที่ผิวน้ำ
- เปิดโพรบวัดแรงลอยตัวบนคอร์ก
- ตั้งมวลของคอร์กในแต่ละรอบ รอให้นิ่งที่สมดุล แล้วบันทึกเศษส่วนที่จมและค่าแรงลอยตัว
สมการควบคุม
หลักการของอาร์คิมิดีส — F_b = ρ·V·g
แรงลอยตัวบนวัตถุที่จม (หรือลอย) เท่ากับน้ำหนักของของเหลวที่มันแทนที่ ณ สมดุล แรงลอยตัวของวัตถุลอยทวนน้ำหนักของมันพอดี — เหตุผลที่สองคอลัมน์ของคุณควรตรงกัน
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับแต่ละรอบ จงคำนวณ m·g โดยใช้ g = 9.8 m/s² แล้วเทียบกับค่าแรงลอยตัวที่อ่านได้
- อธิบายว่าเหตุใดแรงลอยตัวของวัตถุลอยจึงเท่ากับน้ำหนักของมันเสมอ ไม่ว่าจะจมอยู่มากน้อยเพียงใด
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- ถ้าเติมมวลให้คอร์กเรื่อย ๆ จุดใดที่มันจะเลิกลอยแล้วจมแทน ที่จุดนั้นแรงลอยตัวต้องเป็นอย่างไร
- ก้อนเหล็กจม แต่เรือเหล็กลอย ใช้หลักการของอาร์คิมิดีสอธิบายว่ารูปร่าง — ไม่ใช่วัสดุ — ทำให้เป็นไปได้อย่างไร
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- อันไหนใหญ่กว่า?
- เพิ่มมวล
- บันทึกการลอยตัว
- เปิดดูข้อมูล
- อธิบายหลักฐานของคุณ
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ