Tee seuraava koe.
Ripusta paino dynamometriin ja kirjaa dynamometrillä mitattu paino. Aseta sitten paino veteen ja kirjaa dynamometrillä mitattu paino.
Vertaile mittojasi. Onko paino suurempi vedessä vai poissa vedestä? Miksi? Keskustele kokeen tuloksista parisi kanssa.
Jos koe suoritetaan oikein, tulokset osoittavat, että kuorman paino on pienempi, kun kuorma on vedessä. Sama tapahtuu, kun nostat esineen veteen ja vedestä. Veteen nostettu esine tuntuu kevyemmältä kuin samanpainoinen vedestä nostettu esine. Paino on pienempi, kun kuorma on vedessä, tai veteen nostettu esine tuntuu kevyemmältä esineeseen vaikuttavan kelluvuusvoiman vuoksi.
Kelluvuuden ymmärtäminen
Kelluvuus on resultanttivoima tai kokonaisvoima, joka suuntautuu ylöspäin ja jonka neste kohdistaa kappaleeseen, kun kappale on nesteessä. Nesteet ovat aineita, jotka voivat virrata, esimerkiksi ilma ja vesi.
Kelluvuusvoiman kaava
Kun esine on vedessä, pinnan yläpuolella oleva vesi työntää esinettä alaspäin ja pohjassa oleva vesi työntää esinettä ylöspäin.
Kelluvuusvoiman suuruus:
Tietoja:
(rho) = veden tiheys (kg/m³ ) , g = painovoiman kiihtyvyys (9,8 m/s² ) , V = veteen upotetun kappaleen tilavuus (m³ ) , A = kappaleen pinta-ala (m² ) , h = h² – h¹ = veteen upotetun kappaleen ylä- ja alapuolella olevan nesteen syvyysero (m)
Nesteellä (vedellä) syvyydessä h2 on suurempi paine tai työntövoima kuin nesteellä (vedellä) syvyydessä h1 . Paine- tai työntövoimaero luo kokonaisvoiman, joka suuntautuu ylöspäin. Kappaleen vasemmalla ja oikealla puolella olevalla nesteellä (vedellä) on sama syvyys, joten resultanttivoima on nolla.
