Batan Nesneler: Ağırlık ve Maksimum Kaldırma Kuvveti

1 · Tahmin Et

Metal bir batırıcı suya düşürülür ve tamamen suya batmış halde tabanda durur.

2 · Kurulum

  1. fluid-sink ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Platin suyun içinden düşer ve tank zemininde durur.
  2. Platin üzerindeki batık kesir probunu etkinleştirin.
  3. Her deneme için platin kütlesini ayarlayın, yerleşmesine izin verin ve batık kısmını kaydedin.

3 · Veri Toplayın

Platin kütlesi m (kg)Ağırlık mg (N)Batık kısım
3.00
4.00
5.00

Üç denemeniz için batık kısmı (y ekseni) ağırlığa (x ekseni) göre çizin.

4 · Analiz et

  1. Bu simülasyon, batırıcıyı 0.4 m yarıçaplı bir disk olarak, tankın sabit dilim derinliği 0.005 m boyunca uzatılmış şekilde modeller — tam hacmini V_full = π·r²·(dilim derinliği) ve su yoğunluğu 1000 kg/m³ kullanarak mümkün olan maksimum kaldırma kuvveti ρ·g·V_full hesaplayın. Bunu her denemenin ağırlığıyla karşılaştırın.
  2. Ağırlık maksimum kaldırma kuvvetini aştığında, platin ne kadar ağırlaşırsa ağırlaşsın, batık fraksiyonun neden 1,0 (%100) sınırında kaldığını açıklayın.

5 · Uzat

  1. Bu platin maksimum kaldırma kuvveti yaklaşık 24,6 N'dur; bunun yerine yaklaşık 2,5 kg'ın altındaki herhangi bir kütle yüzer. Bunu sıvı şamandıra deneyiyle karşılaştırın: Bir nesnenin yüzdüğünü veya battığını ne belirler?
  2. Deniz suyu tatlı sudan daha yoğundur. Tamamen tatlı suya batan bir platin mutlaka tamamen deniz suyuna mı batar? Kaldırma kuvveti formülünü kullanarak açıklayınız.

Bu Deneyin Arkasındaki Fizik

Arşimed Prensibi (maksimum)

Bir nesnenin alabileceği en büyük kaldırma kuvveti ρ·g·V_full'dur; yani tamamen suya batırıldığında yer değiştireceği sıvının ağırlığı. Bir nesnenin ağırlığı bu sınırı aştığında batar ve tamamen su altında kalır; daha fazla kütle eklemek onu daha fazla batıramaz çünkü zaten tüm hacminin yerini değiştirmiştir.

← Deneye geri dön

Akışkanlar

138 Ücretsiz Yazdırılabilir Fizik Laboratuvarı Çalışma Kağıdı