Dichtheid en driuwen yn lykwicht - problemen en oplossingen
1. In blok pleatst yn twa floeistoffen fan ferskillende typen. Yn floeistoffen A sit 0.6 diel fan in objekt yn 'e floeistof. Yn floeistoffen B sit 0.5 diel fan in objekt yn 'e floeistof. Bepale de ferhâlding fan 'e tichtens fan floeistof A ta floeistof B.
Bekend:
Tichtheid fan blok = x
Diel fan it objekt yn floeistof A = 0.6
De tichtheid fan floeistof A = y
Diel fan objekt yn floeistof B = 0.5
De tichtheid fan floeistof B = z
Winske: De ferhâlding fan 'e tichtens fan floeistof A ta floeistof B (y:z)
Oplossing:
Ferfang x yn fergeliking 2 mei x yn fergeliking 1:
2. In objekt pleatst yn floeistof P, 0.5 diel fan it objekt is yn floeistof. As it objekt pleatst wurdt yn floeistof Q, is it objekt yn floeistof, lykas te sjen is yn 'e ûndersteande figuer. Wat is de ferhâlding fan 'e tichtens fan floeistof P ta floeistof Q?
Bekend:
Dichtheid fan objekt = x
Diel fan objekt yn floeistof P = 1/2 = 0.5
De tichtheid fan floeistof P = y
Diel fan it objekt yn floeistof Q = 1
De tichtheid fan floeistof Q = z
Winske: De ferhâlding fan 'e tichtens fan floeistof P ta floeistof Q (y: z)
Oplossing:
Ferfang x yn fergeliking 2 mei x yn fergeliking 1:
3. In hout dat yn oalje driuwt (tichtens fan oalje is 800 kg/m³ ) . 4/5 dielen fan it hout sitte yn 'e oalje . Wat is de tichtens fan it hout?
Bekend:
Dichtheid fan oalje (ρ) = 800 kg/ m⁻³
Diel hout yn oalje = 4/5
Winske: Tichtheid fan hout
Oplossing:
De tichtheid fan hout is 640 kg/ m³.
4. It gewicht fan in blok is 50 N. Yn wetter is it gewicht fan it blok 30 N. As de tichtheid fan wetter 10³ kg/m⁻³ is, wat is dan de tichtheid fan it blok?
Bekend:
Gewicht fan blok yn loft (w) = 50 N
Gewicht fan blok yn wetter (w wetter ) = 30 N
Dichtheid fan wetter (ρ wetter ) = 10³ kg /m³ = 1000 kg/ m³
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/ s²
Massa fan blok (m) = w/g = 50/10 = 5 kg
Winske: Tichtheid fan blokken (ρ blokken )
Oplossing:
Drijfkrêft:
F A = w – w wetter = 50 – 30 = 20 N
Folume fan blok yn wetter:
F A = ρ g V
20 = (1000)(10) V
20 = (10,000) V
V = 20/10,000
V = 0.002 m³
Tichtheid fan blok:
ρ = m/V = 5 / 0.002 = 2500 kg/m 3
5. In houtblok yn wetter doopt. 25% fan syn ûnderdielen binne boppe it wetteroerflak en 75% binne yn wetter. De tichtheid fan wetter is 1 g/cm³ en de fersnelling troch swiertekrêft is 10 m/s² . Bepale de tichtheid fan 'e blokken.
A. 0.025 kg/ m³
B. 0.075 g/ cm³
C. 0.250 kg/ m³
D. 0.750 g/ cm³
Bekend:
In part fan blokken boppe it wetteroerflak = 25% = 25/100 = 0.25
It diel fan it blok yn wetter = 75% = 75/100 = 0.75
De tichtheid fan wetter (ρ wetter ) = 1 g/cm³ = 1000 kg/ m³
Fersnelling troch swiertekrêft = 10 m/ s²
Winske: Tichtheid fan blokken (ρ blokken )
Oplossing:
Folume fan blokken yn wetter = de ferhâlding fan 'e tichtheid fan blokken ta de tichtheid fan wetter
It juste antwurd is D.
- Wat is tichtens, en hoe wurdt it wiskundich definiearre?
- Antwurd: Dichtheid is in mjitte fan hoefolle massa der yn in bepaald folume sit. Wiskundich wurdt it definiearre as tichtheid =.
- Hoe bepaalt de tichtheid fan in objekt oft it driuwt of sinkt yn in floeistof?
- Antwurd: As de tichtheid fan in objekt minder is as de tichtheid fan 'e floeistof wêryn't it pleatst wurdt, sil it objekt driuwe. Omkeard, as de tichtheid fan it objekt grutter is as de tichtheid fan 'e floeistof, sil it sinke.
- Wat is it prinsipe efter it driuwen of sinken fan in objekt yn in floeistof?
- Antwurd: It prinsipe is it prinsipe fan Archimedes, dat stelt dat in lichem ûnderdompele is yn in floeistof dy't in opwaartse driuwende krêft ûnderfynt dy't gelyk is oan it gewicht fan 'e floeistof dy't it ferpleatst.
- As in iisblokje yn wetter driuwt mei in diel dêrfan boppe it wetternivo, wat betsjut dit dan oer de relative tichtheden fan iis en wetter?
- Antwurd: Dit jout oan dat de tichtheid fan iis minder is as de tichtheid fan wetter. Dêrom driuwt it iisblokje, en bliuwt mar in diel dêrfan ûnder wetter om in hoemannichte wetter te ferdriuwen dy't gelyk is oan it gewicht fan it iisblokje.
- Wêrom driuwe swiere stielen skippen op wetter, wylst in lytse stielen spiker miskien sinke kin?
- Antwurd: De totale tichtheid fan in stielen skip, ynklusyf de holle dielen fol mei loft, is minder as de tichtheid fan wetter. Yn tsjinstelling, de tichtheid fan in fêste stielen spiker is grutter as de tichtheid fan wetter, wêrtroch't it sinkt.
- Hoe ferskilt it konsept fan "neutraal driuwfermogen" fan driuwen of sinken?
- Antwurd: Neutraal driuwfermogen komt foar as it gewicht fan in objekt presys lykwichtich is troch de driuwende krêft, wêrtroch't it objekt yn 'e floeistof ophongen bliuwt sûnder te steigen of te sinken.
- Wêrom sweeft in heliumballon yn 'e loft?
- Antwurd: De tichtheid fan helium is signifikant minder as de tichtheid fan loft. Dêrtroch is it gewicht fan 'e heliumballon (ynklusyf it ballonmateriaal en it helium deryn) minder as it gewicht fan 'e loft dy't er ferpleatst, wêrtroch't er driuwt.
- Wat bart der mei de tichtheid fan in objekt as it komprimearre wurdt ta in lytser folume, wylst syn massa konstant bliuwt?
- Antwurd: De tichtheid sil tanimme, om't tichtheid definiearre wurdt as massa dield troch folume. As it folume ôfnimt en de massa konstant bliuwt, sil de ferhâlding (tichtheid) tanimme.
- Hoe beynfloedet sâltgehalte de tichtheid fan wetter?
- Antwurd: It ferheegjen fan it sâltgehalte fan wetter (d.w.s. it tafoegjen fan mear sâlt) sil de tichtheid ferheegje. Dêrom driuwe objekten makliker yn sâlt wetter (lykas de Deade See) yn ferliking mei swiet wetter.
- As in objekt yn lykwicht driuwt yn in floeistof, hoe fergelykje de driuwkrêft en de swiertekrêft op it objekt dan?
- Antwurd: As in objekt yn lykwicht driuwt, is de driuwkrêft (opwaartse krêft fanwegen de floeistof) gelyk yn grutte en tsjinoersteld yn rjochting oan de swiertekrêft (gewicht) dy't op it objekt wurket.
