Độ nổi: Khối lượng của một vật thể nổi có thay đổi độ sâu của nó không?
1 · Dự đoán
Một nút chai nổi trong nước. Nếu bạn dùng một cái nút nặng hơn có cùng kích thước thì lực nổi giữ nó sẽ thay đổi như thế nào?
- Lực nổi tăng lên tương ứng với trọng lượng nặng hơn.
- Lực nổi không đổi bất kể khối lượng.
- Lực nổi giảm vì nút chai nằm thấp hơn.
2 · Thiết lập
- Mở cài đặt trước phao chất lỏng và nhấn Đặt lại. Một chiếc nút chai nổi trên mặt nước.
- Kích hoạt đầu dò lực nổi trên nút chai.
- Đặt khối lượng của nút bần cho mỗi lần thử, để nó ổn định ở trạng thái cân bằng và ghi lại phần chìm và số đọc lực nổi.
3 · Thu thập dữ liệu
| khối lượng nút bần m (kg) | Phần chìm trong nước | Lực nổi F_b (N) |
|---|---|---|
| 1.00 | ||
| 1.50 | ||
| 2.00 |
Vẽ đồ thị lực nổi F_b (trục y) đối với khối lượng m (trục x) cho ba lần thử của bạn. Đường thẳng có hình dạng gì?
4 · Phân tích
- Đối với mỗi lần thử, hãy tính m·g bằng cách sử dụng g = 9.8 m/s² và so sánh nó với số đọc lực đẩy Ác-si-mét.
- Giải thích tại sao lực nổi của một vật nổi luôn bằng trọng lượng của nó, bất kể vật đó bị chìm bao nhiêu.
5 · Gia hạn
- Nếu bạn tiếp tục thêm khối lượng vào nút chai thì tại thời điểm nào nó sẽ ngừng nổi và chìm xuống? Điều gì sẽ đúng về lực nổi tại thời điểm đó?
- Một khối thép chìm, nhưng một con tàu thép sẽ nổi. Sử dụng nguyên lý Archimedes, giải thích cách hình dạng - chứ không phải vật liệu - làm được điều này.
Vật lý đằng sau thí nghiệm này
Nguyên lý Archimedes
Lực nổi tác dụng lên một vật chìm (hoặc nổi) bằng trọng lượng của chất lỏng mà nó chiếm chỗ. Ở trạng thái cân bằng, lực nổi của một vật thể nổi cân bằng chính xác trọng lượng của nó - đó là lý do tại sao hai cột của bạn phải khớp nhau.