Ważenie pod wodą: co traci siłomierz

Edukacyjna gra symulacyjna. Przewidź wskazanie siłomierza, gdy kamień zanurza się w wodzie, albo wykorzystaj to, co traci, aby wyznaczyć objętość, gęstość lub głębokość, a potem go opuść i złap wypartą wodę.

Prawo ArchimedesaWypór

WAŻENIE POD WODĄ

Kamień w wodzie

Gotowe
Włącz JavaScript, aby opuścić kamień. Instrukcje i rozwiązany przykład pozostają dostępne.
Woda lub olejKamień i siłomierzTwoje przewidywanieDocelowe wskazanie
Co wskazuje siłomierzR = W − F_b

Czas

0.00 s

t

Głębokość zanurzenia

— cm

s

Wskazanie siłomierza

— N

R = W − F_b

Wypór

— N

F_b = ρ·g·V

Wylano

— cm³

V

Przewiduj przed startem

Wpisz przewidywanie, aby zawiesić kamień. Start pozostaje nieaktywny, dopóki nie ma odpowiedzi.

Przewidź, co straci siłomierz.

Wynik misji—

Każda odpowiedź musi mieścić się w granicach 2%: każda daje 100 punktów. Trafienie przy pierwszym przebiegu dodaje 50. Przebieg liczy się, gdy tylko się zacznie.

✓ Dobra odpowiedź① Za pierwszym razem

Jak grać w Ważenie pod wodą

  1. Wybierz test i odczytaj z karty masę, objętość albo wskazania w powietrzu i w wodzie.
  2. Pod powierzchnią cieczy przedmiot wypiera swoją objętość, a ciecz wypycha go w górę z siłą równą ciężarowi tej ilości cieczy: F_b = ρ·g·V.
  3. Siłomierz wskazuje ciężar minus ten wypór: R = W − F_b. Wpisz przewidywanie i naciśnij Start.
  4. Obserwuj kubek: ciecz, która się wylewa, waży dokładnie tyle, ile traci siłomierz.

Dlaczego kamień waży mniej pod wodą?

Woda naciska tym mocniej, im głębiej się zanurzysz, więc na wszystko pod wodą parcie od dołu jest większe niż od góry. Różnica to siła skierowana w górę, a Archimedes odkrył, jak jest duża: równa się ciężarowi cieczy wypartej przez ciało, F_b = ρ·g·V. Zawieś kamień na siłomierzu i opuść go do naczynia napełnionego po przelew: wyparta woda spływa do kubka, a siłomierz traci dokładnie tyle, ile ta woda waży. To zmienia siłomierz w przyrząd pomiarowy. To, co traci siłomierz, daje objętość dowolnego nieregularnego kształtu, V = F_b ÷ (ρ·g). Ciężar w powietrzu podzielony przez stratę mówi, ile razy przedmiot jest gęstszy od wody; tak można sprawdzić koronę złotnika bez jej przetapiania. W mniej gęstej cieczy, takiej jak olej, ta sama objętość wypycha słabiej, więc siłomierz wskazuje więcej. Liczy się tylko część zanurzona w cieczy, więc przedmiot zanurzony do połowy odczuwa połowę wyporu.

Model skupiony na nauce

Przedmiot wisi na siłomierzu i jest opuszczany równomiernie przez 2 s, od 3 cm nad powierzchnią do 2 cm za pełnym zanurzeniem albo do głębokości, którą wpiszesz (nigdy głębiej). Naczynie jest napełnione po przelew, więc każdy zanurzony cm³ wypycha jeden cm³ do kubka, a powierzchnia pozostaje na poziomie przelewu. Wypór to F_b = ρ·g·V, gdzie V to część zanurzona w cieczy, a siłomierz wskazuje R = W − F_b. Przedmiot nigdy nie dotyka naczynia. Przedmiot i naczynie są w skali; kubek nie. Odpowiedzi z dokładnością do 2% są dobre. Woda ma 1000 kg/m³, olej 800 kg/m³; g = 9,8 m/s². Odtwarzane w czasie rzeczywistym.

Zmiana języka zachowuje twój test, przewidywanie, próby i przebieg.