วัตถุที่จม น้ำหนักกับแรงลอยตัวสูงสุด

1 · ทำนาย

ตะกั่วจมโลหะถูกทิ้งลงน้ำและพักอยู่ก้น จมสนิท เมื่อจมสนิทแล้ว การทำให้มันหนักขึ้นเปลี่ยนระดับการจมหรือไม่

• ตะกั่วที่หนักกว่าจมมากกว่าด้วยซ้ำ (เกิน 100%)
• มันจมสนิทอยู่แล้ว (100%) มวลที่เพิ่มจึงจมลึกกว่านี้ไม่ได้
• ตะกั่วที่หนักกว่าจมน้อยกว่าเพราะตกเร็วกว่า

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ fluid-sink แล้วกดรีเซ็ต ตะกั่วจมตกผ่านน้ำลงพักที่ก้นถัง
2. เปิดโพรบเศษส่วนที่จมบนตะกั่วจม
3. ตั้งมวลของตะกั่วจมในแต่ละรอบ รอให้นิ่ง แล้วบันทึกเศษส่วนที่จม

3 · เก็บข้อมูล

พล็อตเศษส่วนที่จม (แกน y) กับน้ำหนัก (แกน x) จากสามรอบการทดลอง

4 · วิเคราะห์

1. คำนวณปริมาตรเต็มของตะกั่วจมจากรัศมี (0.4 m) และแรงลอยตัวสูงสุดที่เป็นไปได้ ρ·g·V_full โดยใช้ความหนาแน่นน้ำ 1000 kg/m³ เทียบกับน้ำหนักของแต่ละรอบ
2. อธิบายว่าเหตุใดเศษส่วนที่จมจึงคงอยู่ที่ 1.0 (100%) เมื่อน้ำหนักเกินแรงลอยตัวสูงสุดแล้ว ไม่ว่าตะกั่วจะหนักขึ้นอีกเพียงใด

5 · ต่อยอด

1. แรงลอยตัวสูงสุดของตะกั่วจมนี้ราว 24.6 N — มวลใด ๆ ต่ำกว่าราว 2.5 kg จะลอยแทน เทียบกับการทดลอง fluid-float อะไรกำหนดว่าวัตถุจะลอยหรือจม
2. น้ำทะเลหนาแน่นกว่าน้ำจืด ตะกั่วจมที่จมสนิทในน้ำจืดจำเป็นต้องจมสนิทในน้ำทะเลด้วยหรือไม่ อธิบายด้วยสูตรแรงลอยตัว

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง