Arkhimedeen lakikoe

Arkhimedeen lakikokeen ohjeet

Arkhimedeen lakikokeen tavoite:

– Oppilaat osaavat mitata veteen upotetun esineen syrjäyttämän veden tilavuuden ja painon.
– Opiskelijat osaavat tuntea ja ymmärtää Arkhimedeen lain
Työkalut ja materiaalit:
– Keskikokoinen säiliö (1)
– Pieni säiliö (1)
– Dynamometri (1)
– Kuorma (1)
- Ilmaa

Kokeelliset vaiheet:

(Testata kuorman tilavuuden tutkimiseksi)

– Kaada vettä keskikokoiseen astiaan, kunnes vesi pursuaa yli.
– Tuo pieni astia keskikokoisen astian lähelle.
– Työnnä paino hitaasti keskikokoiseen vedellä täytettyyn astiaan.
– Kun kuorma oli asetettu keskikokoiseen astiaan, vettä läikkyi ulos. Läikkynyt vesi valutettiin sitten pieneen astiaan.
– Mittaa läikkyneen veden tilavuus. Jos käytät mittaputkea tai vaakaa, putken seinämässä on asteikko. Veden pintaa osuva viiva = läikkyneen veden tilavuus. Tilavuus (V) = ……… kuutiometriä (m³)

– Jos et käytä mittalasia, veden tilavuus voidaan määrittää seuraavalla menetelmällä. Mittaa astian ympärysmitta. Jos astian ympärysmitta on ympyrä, laske säde käyttämällä kehäkaavaa. Jos astian ympärysmitta on neliö tai suorakulmio, laske pituus ja leveys käyttämällä neliön ympärysmittakaavaa tai suorakulmion ympärysmittakaavaa. Kirjaa laskelmasi muistiin. Astian säde (r) = ……… metriä tai astian pituus (p) = ……….. metriä. Astian leveys (l) = ……… metriä
– Mittaa vedenpinnan korkeus mittaustyökalulla. Korkeus (t) = ……… metriä
– Laske valuneen veden tilavuus tilavuuskaavalla. Tilavuuskaava mukautetaan sylinterin muotoon. Tilavuus (V) = ……… kuutiometriä (m³)
Kaikki yksiköt on ilmaistava kansainvälisinä yksiköinä.
  (Nostovoiman suuruuden laskeminen)

Laske kellukkeen suuruus kellukkeen kaavalla:

F_A = g V = (1000)(9,8)(V) = (9800)(……..) = ……… Newton.
Tietoja:
F_A = kelluvuusvoima, = veden tiheys = 1000 kg/m³³, g = painovoiman kiihtyvyys = 9,8 m/s².

(Koe läikkyneen veden painon tutkimiseksi)

– Kaada vettä keskikokoiseen astiaan, kunnes vesi pursuaa yli.
– Mittaa pienen astian massa vaa'alla (m = ……… kilogrammaa)
– Tuo pieni astia keskikokoisen astian lähelle.
– Työnnä paino hitaasti keskikokoiseen vedellä täytettyyn astiaan.
– Kun kuorma oli asetettu keskikokoiseen astiaan, vettä läikkyi ulos. Läikkynyt vesi valutettiin sitten pieneen astiaan.
– Mittaa pienen, läikkynyttä vettä sisältävän astian massa (m' = ……….kilogramma)
– Läikkyneen veden massa = m' – m = ……… kilogrammaa
– Laske valuneen veden paino. Käytä keskimääräistä painovoimakiihtyvyyden arvoa = g = 9,8 m/s².
w = (m' – m)(9,8) = ………….Newton

Johtopäätös:

Vastaa seuraaviin kysymyksiin tekemiesi kokeiden perusteella.
– Kuinka suuri on nostevoima? F_A = ………… Newton
– Kuinka paljon vettä läikkyy? w = ……….. Newtonia
– Onko kellukkeen suuruus sama tai lähes sama kuin läikkyneen veden paino?
Jos näin on, olet tehnyt kokeesi ja laskelmasi hyvin. Jos kellukkeen suuruus eroaa merkittävästi syrjäyttämän veden painosta, koettasi ja laskelmiasi ei ole tehty hyvin.
Nosteen suuruus on yhtä suuri kuin läikkyneen veden paino = Arkhimedeen laki.

Arkhimedeen lakiesimerkkikysymyksiä ja Arkhimedeen lakikäytäntökysymyksiä