Leiðbeiningar um tilraunir samkvæmt lögmáli Arkimedesar
Markmið tilraunarinnar með lögmáli Arkimedesar:
– Nemendur geta mælt rúmmál og þyngd vatns sem hlutur sem er sökkt í vatn ryður frá sér.
– Nemendur geta þekkt og skilið lögmál Arkimedesar
Verkfæri og efni:
– Meðalstór ílát (1)
– Lítill ílát (1)
– Dynamómeter (1)
– Hleðsla (1)
- Loft
Tilraunaskref:
(Próf til að kanna álagsmagnið)
– Hellið vatni í meðalstórt ílát þar til vatnið flæðir yfir.
– Færið litla ílátið nær því meðalstóra.
– Setjið lóðið hægt og rólega ofan í meðalstórt ílát fullt af vatni.
– Eftir að farminum var komið fyrir í meðalstórum íláti lak vatn út. Vatninu sem helltist út var síðan tæmt í lítið ílát.
– Mælið rúmmál vatnsleka. Ef þið notið mælirör eða ílát með kvarða þá er kvarði á vegg rörsins. Línan sem fellur að vatnsyfirborðinu = rúmmál vatnsleka. Rúmmál (V) = ……… rúmmetrar (m²3)
– Ef þú notar ekki mælistrokka er hægt að ákvarða vatnsrúmmál með eftirfarandi aðferð. Mælið ummál ílátsins. Ef ummál ílátsins er hringur skaltu reikna radíusinn með ummálsformúlunni. Ef ummál ílátsins er ferningur eða rétthyrningur skaltu reikna lengd og breidd með ummálsformúlunni fyrir ferning eða ummálsformúlunni fyrir rétthyrning. Skráðu útreikningana þína. Radíus ílátsins (r) = ……… metrar eða lengd ílátsins (p) = …….. metrar. Breidd ílátsins (l) = ……… metrar
– Mælið hæð vatnsyfirborðsins með mælitæki. Hæð (t) = ……… metrar
– Notið rúmmálsformúluna til að reikna út rúmmál vatns sem hellt er út. Rúmmálsformúlan er aðlöguð að lögun sívalningsins. Rúmmál (V) = ……… rúmmetrar (m3)
Allar einingar verða að vera gefnar upp í alþjóðlegum einingum.
(Útreikningur á stærð uppdriftskraftsins)
Reiknið stærð uppdriftskraftsins með því að nota formúluna fyrir uppdriftskraftinn:
FA = g V = (1000)(9,8)(V) = (9800)(……..) = ……… Newton.
Upplýsingar:
FA = uppdriftskraftur, = eðlisþyngd vatns = 1000 kg/m²3, g = þyngdarhröðun = 9,8 m/s2.
(Tilraun til að kanna þyngd úthellts vatns)
– Hellið vatni í meðalstórt ílát þar til vatnið flæðir yfir.
– Mælið massa lítils íláts með kvarða (m = ……… kílógrömm)
– Færið litla ílátið nær því meðalstóra.
– Setjið lóðið hægt og rólega ofan í meðalstórt ílát fullt af vatni.
– Eftir að farminum var komið fyrir í meðalstórum íláti lak vatn út. Vatninu sem helltist út var síðan tæmt í lítið ílát.
– Mælið massa lítils íláts sem inniheldur úthellt vatn (m' = ……….kílógramm)
– Massi úthellts vatns = m' – m = ……… kílógrömm
– Reiknaðu þyngd vatnsleka. Notaðu meðaltalsþyngdarhröðunina = g = 9,8 m/s2.
w = (m' – m)(9,8) = ……….Njúton
Niðurstaða:
Svaraðu eftirfarandi spurningum út frá tilraununum sem þú framkvæmdir.
– Hversu mikill er uppdriftskrafturinn? FA = ………… Newton
– Hversu mikið vatn hellist út? w = ……….. Newton
– Er stærð uppdriftskraftsins sú sama eða næstum sú sama og þyngd vatnsins sem hellist út?
Ef svo er, þá hefur þú gert tilraunina og útreikningana vel. Ef stærð uppdriftskraftsins er marktækt frábrugðin þyngd vatnsins sem ryðst undan, þá hefur tilraunin og útreikningarnir ekki verið vel gerðir.
Stærð uppdriftskraftsins er jöfn þyngd vatnsins sem hellist út = lögmál Arkimedesar.
Dæmispurningar um lögfræði Arkimedesar og spurningar um lögfræðistörf Arkimedesar
