Onderrigmateriaal Archimedes se Wet bestaan uit Basiese Bevoegdhede en Bevoegdheidsprestasie-aanwysers, Leermateriaal, Voorbeeldvrae, Oefenvrae en Formatiewe Toetse.
A. Basiese Bevoegdhede
3. 1 Toepassing van die wette van statiese vloeistowwe in die alledaagse lewe
4.1 Ontwerp en uitvoering van eksperimente wat die eienskappe van statiese vloeistowwe benut, insluitend 'n aanbieding van die eksperimentele resultate en hul benutting.
B. Aanwysers van Bevoegdheidsprestasie
1. Onthou (C1), verstaan (C2), toepas (C3), manaliseer (C4) en sluit af (C5) die konsep van dryfvermoë, Archimedes se wet en die konsep van dryf, sweef, sink
2. Los (C4) vrae oor dryfvermoë en Archimedes se wet op en korrigeer (C6)
3. Uitvoering (P2) van die eksperiment hArchimedes se wet
4. Toon (P3) en bepaal (P5) gdaar is dryf en hArchimedes se wet
ARCHIMEDES SE WET
I. INLEIDING
Was jy al ooit op 'n skip? 'n Skip met 'n baie groot massa sink nie, terwyl 'n klein, ligte rots wel kan. Hoekom is dit so?
Weet jy wat die prentjie aan die linkerkant is? 'n Duikboot is 'n skip wat op die seeoppervlak kan dryf en ook onder water kan duik. Hoe dryf en duik 'n duikboot?
Wat sien jy in die beeld regs? Warmlugballonne kan op hoë hoogtes vlieg. Waarom vlieg ballonne, en hoe vlieg jy 'n warmlugballon?
Skepe kan op die seeoppervlak dryf en onder water duik, net soos ballonne in die atmosfeer, oftewel lug, kan dryf. Om dit te verstaan, moet jy eers verstaan Archimedes se WetOm Archimedes se wet te verstaan, moet jy eers die konsep verstaan. Drywing.
Beeldbron: Google.com
II. DRYFKRAG
Wat voel ligter, 'n rots wat op land gelig word of dieselfde rots wat in water gelig word? As jy dit nog nooit ervaar het nie, moet jy dit probeer om hierdie vraag te beantwoord. Dit is swaarder om 'n rots op land op te lig, maar dieselfde rots word ligter in water gelig. Dit is as gevolg van die dryfkrag.
Wanneer 'n voorwerp in 'n vloeistof geplaas word, sal daar 'n drukverskil wees tussen die vloeistof bo-op die voorwerp en die vloeistof onderaan die voorwerp. Die vloeistof onderaan die voorwerp het 'n groter druk as die vloeistof bo-op. op 'n voorwerp. Dryfvermoë vind plaas as gevolg van verskille in vloeistofdruk op verskillende dieptes.
In die prentjie word 'n voorwerp gesien wat in 'n vloeistof dryf. Die vloeistof onder die vloeistof het 'n groter druk as die vloeistof bo die voorwerp, want die vloeistof onder die voorwerp het 'n groter diepte as die vloeistof bo die voorwerp (h2 > u1).
Inligting: FA = dryfkrag, ρ = digtheid van vloeistof, g = versnelling as gevolg van swaartekrag, V = volume van voorwerp wat in vloeistof gedompel is
Vervang ρV in die formule vir die dryfkrag met m in die digtheidsformule:
Inligting: m = massa, g = versnelling as gevolg van swaartekrag, w = swaartekrag.
Gebaseer op vergelyking 2, die dryfkrag (FA) is gelyk aan die gewig (w) van die verplaasde vloeistof. VDie volume van die vloeistof wat verplaas word, is dieselfde as die volume van die voorwerp in die vloeistof.
III. ARCHIMEDES SE WET
Wanneer 'n voorwerp heeltemal of gedeeltelik in 'n vloeistof gedompel word, oefen die vloeistof 'n opwaartse krag (dryfvermoë) op die voorwerp uit, waar die grootte van die dryfkrag gelyk is aan die gewig van die verplaasde vloeistof. Die volume van die verplaasde vloeistof is gelyk aan die volume van die voorwerp wat in die vloeistof gedompel is.
IV. DRIJF, DRIJF, SINK
4.1 DRYWEND
'n Voorwerp dryf op die oppervlak van 'n vloeistof as:
1. Die gewig van 'n voorwerp kleiner as dryfkrag (w < FA), of
2. Die digtheid van die voorwerp is kleiner as die digtheid van die vloeistof ()
As die dryfkrag groter is as die swaartekrag, dan is die resulterende krag nie nul nie. Volgens Newton se bewegingswette sal die voorwerp opwaarts beweeg. Maar in werklikheid is die voorwerp in rus op die oppervlak van die vloeistof. Volgens Newton se eerste wet, as 'n voorwerp in rus is, dan
ΣFy = 0
FA – w – Fa = 0
FA = w + Fa
FA = dryfkrag wat deur die vloeistof op die voorwerp uitgeoefen word, Fa = atmosferiese stukrag, w = die gewig van die voorwerp.
4.2 DRYWEND
'n Voorwerp dryf op die oppervlak van 'n vloeistof as:
1. Die gewig van 'n voorwerp dieselfde dengan Drywingskrag (w = FA), of
2. Die digtheid van die voorwerp is dieselfde as die digtheid van die vloeistof ()
Volgens Newton se eerste wet, as 'n voorwerp in rus is, dan
ΣFy = 0
FA – w = 0
FA = w
4.3 SINK
1. Die gewig van 'n voorwerp groter as dryfkrag (w > FA), of
2. Die digtheid van die voorwerp is groter as die digtheid van die vloeistof ()
Volgens Newton se eerste wet, as 'n voorwerp in rus is, dan
ΣFy = 0
w – FA – N = 0
w = FA + N
FA = dryfkrag wat deur die vloeistof op die voorwerp uitgeoefen word, N = normaalkrag wat deur die basis op die voorwerp uitgeoefen word, w = die gewig van die voorwerp.
Waarom dryf skepe?
Nadat jy die bogenoemde verduideliking bestudeer het, probeer jy nou die vraag beantwoord, waarom sink 'n skip met 'n groot massa nie terwyl ligte sand in die see sink nie? Sand sink omdat die digtheid van sand groter is as die digtheid van seewater. Intussen het skepe, alhoewel van yster gemaak, 'n digtheid groter as die digtheid van seewater (die digtheid van yster is 7874 kg/m³).3 , die digtheid van seewater is 1025 kg/m³3), maar die volume van die skip is so groot dat die digtheid van die skip, indien bereken met behulp van die digtheidsformule ρ = m / V is kleiner as die digtheid van seewater.
As ons die konsep van dryfvermoë en swaartekrag gebruik, dryf skepe omdat die dryfvermoë groter is as die skip se swaartekrag.
Hoe duikbote duik
Om te kan dryf, moet die digtheid van 'n duikboot kleiner wees as die digtheid van seewater, net so kan 'n duikboot duik as die digtheid daarvan groter as of gelyk is aan die digtheid van seewater. Die volume van 'n duikboot is dieselfde, dus om te kan duik en dryf, kan die digtheid van die duikboot verander word deur water en lug in die ballastenks te plaas. As jy wil duik, plaas water in die ballastenk en as jy na die oppervlak wil dryf, word die water uit die tenk verwyder en lug word in die tenk geplaas.
Deur die konsep van dryfvermoë en swaartekrag te gebruik, kan 'n duikboot dryf as die dryfkrag groter is as die duikboot se swaartekrag. 'n Duikboot kan duik as die swaartekrag van die skip groter is as die dryfkrag wat seewater op die duikboot uitoefen.
Waarom en hoe warmlugballonne kan vlieg
Ballonne vlieg in die lug omdat daar binne-in die ballon gas is wat 'n digtheid kleiner het as die digtheid van die lug daaromheen. Aan die ander kant, as die digtheid van die gas binne-in die ballon dieselfde is as die digtheid van die lug daaromheen, val die ballon op die grond en vlieg nie na 'n hoë plek nie.
Deur die konsep van dryfvermoë te gebruik, styg 'n warmlugballon omdat die dryfkrag groter is as die ballon se swaartekrag. Die ballon val grond toe wanneer die ballon se swaartekrag groter is as die dryfkrag wat deur die lug op die ballon uitgeoefen word.
V. VOORBEELDVRAE
5.1. Die gewig van die lading in lug is 5 N, die gewig van die lading wanneer dit in vloeistof gemeet word, is 4 N. Hoe groot is die dryfkrag?
Bespreking
Dit is bekend:
Gewig van las in lug (w) = 5 N
Gewig van lading in water (wF) = 4 N
Gevra: Drywingskrag (FA)
antwoord:
Wanneer dit in 'n vloeistof gemeet word, gaan van die gewig van die lading verlore as gevolg van die dryfkrag. Die grootte van die dryfkrag = die verskil tussen die gewig van die lading in lug en die gewig van die lading in die vloeistof.
FA = 5 – 4 = 1 Newton
5.2. 'n Houer vol water word met 'n klip gevul, wat veroorsaak dat van die water uitloop. Die volume van die gemorste water is 0,1 m³.3.. Digtheid van water = 1000 kg/m²3, Versnelling as gevolg van swaartekrag 10 m/s2Hoeveel dryfkrag oefen die water op die rots uit?
Bespreking
Dit is bekend:
Volume van gemorste water (V) = 0,1 m3
Digtheid van water (ρ) = 1000 kg/m²3
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/s2
Gevra: Drywingskrag (FA)
antwoord:
FA = ρ g V = (1000)(10)(0,1) = 1000 N
5.3. Wanneer 'n voorwerp in 'n houer vol seewater geplaas word, mors van die seewater 0,2 m uit.3Digtheid van seewater = 1025 kg/m³3Versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 m/s2Bereken die gewig van die seewater wat verplaas/gemors is.
Bespreking
Dit is bekend:
Volume (V) = 0,2 m3
Digtheid van seewater (ρ) = 1025 kg/m²3.
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/s2
Gevra: Gewig van seewater verplaas/gemors
antwoord:
Archimedes se wet bepaal dat die grootte van die dryfkrag = die gewig van die verplaasde/gemorste seewater
FA = ρ g V = (1025)(10)(0,2) = 2050 N
5.4. 'n Metaal weeg 100 N wanneer dit in lug gemeet word en 80 N wanneer dit in water gemeet word. Wat is die volume van die metaal? Die digtheid van water = 1000 kg/m²3, versnelling as gevolg van swaartekrag = 10 m/s2.
Bespreking
Dit is bekend:
Gewig in lug (w) = 100 N
Gewig in water (w)f) = 80 N
Digtheid van water (ρ) = 1000 kg/m²3
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/s2
Gevra: Metaalvolume
antwoord:
FA = 100 – 80 = 20 N
FA = ρ g V
20 = (1000)(10) V
20 = 10.000 V
5.5. 'n Voorwerp wat 20 N weeg, word in 'n vloeistof geplaas. As die dryfkrag 30 N is, sink, dryf of dryf die voorwerp?
Bespreking
Die dryfkrag is groter as die voorwerp se gewig, FA > w, sodat die voorwerp dryf.
'n Voorwerp sink as die dryfkrag minder is as die gewig van die voorwerp (FA < w)
VI. OEFENVRAE EN ANTWOORDSLEUTELS
https://gurumuda.net/soal-ujian/soal-latihan-hukum-archimedes
VII. FORMATIEWE TOETSVRAE
https://gurumuda.net/soal-ujian/tes-formatif-hukum-archimedes
🙂
