Digtheid en dryf in ewewig – probleme en oplossings
1. 'n Blok word in twee vloeistowwe van verskillende tipes geplaas. In vloeistowwe A is 0.6 dele van 'n voorwerp in die vloeistof. In vloeistowwe B is 0.5 dele van 'n voorwerp in die vloeistof. Bepaal die verhouding van die digtheid van vloeistof A tot vloeistof B.
Bekend:
Digtheid van blok = x
Deel van die voorwerp in vloeistof A = 0.6
Die digtheid van vloeistof A = y
Deel van voorwerp in vloeistof B = 0.5
Die digtheid van vloeistof B = z
Gewenste: Die verhouding van die digtheid van vloeistof A tot vloeistof B (y:z)
oplossing:
Vervang x in vergelyking 2 met x in vergelyking 1:
2. 'n Voorwerp wat in vloeistof P geplaas word, is 0.5 deel van die voorwerp in vloeistof. Wanneer die voorwerp in vloeistof Q geplaas word, is die voorwerp in vloeistof, soos in die figuur hieronder getoon. Wat is die verhouding van die digtheid van vloeistof P tot vloeistof Q?
Bekend:
Digtheid van voorwerp = x
Deel van voorwerp in vloeistof P = 1/2 = 0.5
Die digtheid van vloeistof P = y
Deel van die voorwerp in vloeistof Q = 1
Die digtheid van vloeistof Q = z
Gewenste: Die verhouding van die digtheid van vloeistof P tot vloeistof Q (y:z)
oplossing:
Vervang x in vergelyking 2 met x in vergelyking 1:
3. Hout wat in olie dryf (digtheid van olie is 800 kg/m³ ) . 4/5 dele van die hout is in die olie . Wat is die digtheid van die hout?
Bekend:
Digtheid van olie (ρ) = 800 kg/ m⁻³
Deel van hout in olie = 4/5
Gesoek: Digtheid van hout
oplossing:
Die digtheid van hout is 640 kg/ m³.
4. Die gewig van 'n blok is 50 N. In water is die gewig van die blok 30 N. As die digtheid van water 10³ kg/m⁻³ is, wat is die digtheid van die blok?
Bekend:
Gewig van blok in lug (w) = 50 N
Gewig van blok in water (w water ) = 30 N
Digtheid van water (ρ water ) = 10³ kg /m³ = 1000 kg/ m³
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ s²
Massa van blok (m) = w/g = 50/10 = 5 kg
Gewenste: Digtheid van blokke (ρ blokke )
oplossing:
Drywende krag:
F A = w – w water = 50 – 30 = 20 N
Volume van blok in water:
F A = ρ g V
20 = (1000)(10) V
20 = (10 000) V
V = 20/10,000
V = 0.002 m³
Digtheid van blok:
ρ = m/V = 5 / 0.002 = 2500 kg/m 3
5. 'n Houtblok wat in water gedoop is. 25% van sy deel is bo die wateroppervlak en 75% is in water. Die digtheid van water is 1 g/cm³ en die versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 m/s² . Bepaal die digtheid van die blokke.
A. 0.025 3 kg/ m³
B. 0.075 g/ cm³
C. 0.250 3 kg/ m³
D. 0.750 g/ cm³
Bekend:
Deel van blokke bo die wateroppervlak = 25% = 25/100 = 0.25
Die deel van die blok in water = 75% = 75/100 = 0.75
Die digtheid van water (ρ water ) = 1 g/cm³ = 1000 kg/ m³
Versnelling as gevolg van swaartekrag = 10 m/ s²
Gewenste: Digtheid van blokke (ρ blokke )
oplossing:
Volume van blokke in water = die verhouding van die digtheid van blokke tot die digtheid van water
Die korrekte antwoord is D.
- Wat is digtheid, en hoe word dit wiskundig gedefinieer?
- Antwoord: Digtheid is 'n maatstaf van hoeveel massa in 'n gegewe volume voorkom. Wiskundig word dit gedefinieer as digtheid=.
- Hoe bepaal die digtheid van 'n voorwerp of dit in 'n vloeistof sal dryf of sink?
- Antwoord: As die digtheid van 'n voorwerp minder is as die digtheid van die vloeistof waarin dit geplaas word, sal die voorwerp dryf. Omgekeerd, as die voorwerp se digtheid groter is as die vloeistof se digtheid, sal dit sink.
- Wat is die beginsel agter die dryf of sink van 'n voorwerp in 'n vloeistof?
- Antwoord: Die beginsel is Archimedes se Beginsel, wat bepaal dat 'n liggaam in 'n vloeistof gedompel word en 'n opwaartse dryfkrag ervaar wat gelyk is aan die gewig van die vloeistof wat dit verplaas.
- As 'n ysblokkie in water dryf met 'n gedeelte daarvan bo die watervlak, wat dui dit aan oor die relatiewe digthede van ys en water?
- Antwoord: Dit dui daarop dat die digtheid van ys minder is as die digtheid van water. Daarom dryf die ysblokkie, en slegs 'n gedeelte daarvan bly onder water om 'n hoeveelheid water gelyk aan die gewig van die ysblokkie te verplaas.
- Waarom dryf swaar staalskepe op water terwyl 'n klein staalspyker kan sink?
- Antwoord: Die algehele digtheid van 'n staalskip, insluitend die hol gedeeltes wat met lug gevul is, is minder as die digtheid van water. In teenstelling hiermee is die digtheid van 'n soliede staalspyker groter as die digtheid van water, wat veroorsaak dat dit sink.
- Hoe verskil die konsep van "neutrale dryfvermoë" van dryf of sink?
- Antwoord: Neutrale dryfvermoë vind plaas wanneer 'n voorwerp se gewig presies gebalanseer word deur die dryfkrag, wat veroorsaak dat die voorwerp in die vloeistof bly hang sonder om te styg of te sink.
- Waarom sweef 'n heliumballon in die lug?
- Antwoord: Die digtheid van helium is aansienlik minder as die digtheid van lug. Gevolglik is die gewig van die heliumballon (insluitend die ballonmateriaal en die helium binne) minder as die gewig van die lug wat dit verplaas, wat dit laat dryf.
- Wat gebeur met die digtheid van 'n voorwerp wanneer dit tot 'n kleiner volume saamgepers word terwyl die massa konstant bly?
- Antwoord: Die digtheid sal toeneem aangesien digtheid gedefinieer word as massa gedeel deur volume. As die volume afneem en die massa konstant bly, sal die verhouding (digtheid) toeneem.
- Hoe beïnvloed soutgehalte die digtheid van water?
- Antwoord: Deur die soutgehalte van water te verhoog (d.w.s. meer sout by te voeg) sal die digtheid daarvan verhoog word. Dit is hoekom voorwerpe makliker in soutwater (soos die Dooie See) dryf in vergelyking met varswater.
- As 'n voorwerp in ewewig in 'n vloeistof dryf, hoe vergelyk die dryfkrag en die gravitasiekrag op die voorwerp?
- Antwoord: Wanneer 'n voorwerp in ewewig dryf, is die dryfkrag (opwaartse krag as gevolg van die vloeistof) gelyk in grootte en teenoorgesteld in rigting aan die swaartekrag (gewig) wat op die voorwerp inwerk.
