Механіка рідин
Плавання у воді
Спостерігайте, як легкий корок спливає — виштовхувальна сила зрівноважує вагу, коли занурено достатній об'єм.
Плавання у воді — інтерактивне моделювання: Механіка рідин. Спостерігайте, як легкий корок спливає — виштовхувальна сила зрівноважує вагу, коли занурено достатній об'єм. Безкоштовна браузерна віртуальна фізична лабораторія з живими вимірюваннями в СІ та керованим заняттям.
Плавучість
Тіло плаває, коли висхідна виштовхувальна сила дорівнює його вазі. Занурений об'єм підлаштовується до рівноваги.
Закон Архімеда: виштовхувальна сила дорівнює вазі витісненої рідини. Легкий корок спливає, доки під водою не опиниться достатній об'єм, щоб підтримати його вагу.
- F_b = ρ_fluid · V_sub · g
- Плаває: F_b = mg
Короткий опис дослідження
Сплануйте запитання, перш ніж відкрити лабораторію
Короткий відповідає передрендереній сторінці: рушійне запитання, конкуруючі прогнози, ролі змінних, керівні закони, установка, аналіз і підсилення лишаються видимими та в цьому порядку.
Рушійне запитання
Корок плаває у воді. Якщо взяти важчий корок того самого розміру, як зміниться виштовхувальна сила, що його тримає?
Прогнози для зважування
- Виштовхувальна сила зростає, щоб відповідати більшій вазі.
- Виштовхувальна сила та сама, яка б не була маса.
- Виштовхувальна сила зменшується, бо корок сидить нижче.
Ролі змінних
Що ви задаєте:
- Маса корка m (kg)
Що ви вимірюєте:
- Частка занурення
- Виштовхувальна сила F_b (N)
Як проходить дослідження
- Відкрийте пресет «Плавання у воді» та натисніть «Скинути». Корок плаває на поверхні води.
- Увімкніть датчик виштовхувальної сили на корку.
- Задайте масу корка для кожного заміру, дайте йому влаштуватися в рівновазі та запишіть частку занурення й показ виштовхувальної сили.
Керівне рівняння
Закон Архімеда — F_b = ρ·V·g
Виштовхувальна сила на зануреному (або плавучому) тілі дорівнює вазі витісненої рідини. В рівновазі виштовхувальна сила плавучого тіла точно зрівноважує його вагу — ось чому ваші дві колонки мають збігатися.
Що друкований робочий аркуш пропонує учням обчислити
- Для кожного заміру обчисліть m·g з g = 9.8 м/с² та порівняйте з показом виштовхувальної сили.
- Поясніть, чому виштовхувальна сила плавучого тіла завжди дорівнює його вазі, незалежно від того, яка його частина занурена.
Де це трапляється за межами лабораторії
- Якщо й далі додавати корку масу, у який момент він перестане плавати й потоне? Що мало б бути справедливим про виштовхувальну силу в цій точці?
- Стальний брусок тоне, але стальний корабель плаває. Використовуючи закон Архімеда, поясніть, як форма — а не матеріал — робить це можливим.
- AP Physics 1 — Unit 8: Fluids
- General High School Physics — Fluids & pressure
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Що більше?
- Підніміть масу
- Зафіксуйте плавання
- Відкрийте дані
- Поясніть свої докази
Відкрийте інтерактивне моделювання, щоб зібрати сцену, натиснути «Запустити» та дослідити з живими вимірюваннями й керованим заняттям.
Відкрити інтерактивну лабораторію →
Завантажити лабораторний аркуш →