แรงลอยตัว มวลของวัตถุลอยเปลี่ยนความลึกที่จมหรือไม่

1 · ทำนาย

ไม้คอร์กลอยอยู่ในน้ำ ถ้าใช้คอร์กที่หนักกว่าขนาดเดิม แรงลอยตัวที่พยุงมันไว้จะเปลี่ยนไปอย่างไร

• แรงลอยตัวเพิ่มขึ้นเท่ากับน้ำหนักที่หนักขึ้น
• แรงลอยตัวคงเดิมไม่ว่ามวลเท่าใด
• แรงลอยตัวลดลงเพราะคอร์กนั่งต่ำลง

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ fluid-float แล้วกดรีเซ็ต ไม้คอร์กลอยอยู่ที่ผิวน้ำ
2. เปิดโพรบวัดแรงลอยตัวบนคอร์ก
3. ตั้งมวลของคอร์กในแต่ละรอบ รอให้นิ่งที่สมดุล แล้วบันทึกเศษส่วนที่จมและค่าแรงลอยตัว

3 · เก็บข้อมูล

พล็อตแรงลอยตัว F_b (แกน y) กับมวล m (แกน x) จากสามรอบการทดลอง เส้นเป็นรูปอะไร

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับแต่ละรอบ จงคำนวณ m·g โดยใช้ g = 9.8 m/s² แล้วเทียบกับค่าแรงลอยตัวที่อ่านได้
2. อธิบายว่าเหตุใดแรงลอยตัวของวัตถุลอยจึงเท่ากับน้ำหนักของมันเสมอ ไม่ว่าจะจมอยู่มากน้อยเพียงใด

5 · ต่อยอด

1. ถ้าเติมมวลให้คอร์กเรื่อย ๆ จุดใดที่มันจะเลิกลอยแล้วจมแทน ที่จุดนั้นแรงลอยตัวต้องเป็นอย่างไร
2. ก้อนเหล็กจม แต่เรือเหล็กลอย ใช้หลักการของอาร์คิมิดีสอธิบายว่ารูปร่าง — ไม่ใช่วัสดุ — ทำให้เป็นไปได้อย่างไร

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง