Opdriffskraaft - Problemer a Léisungen

Opdriffskraaft - Problemer a Léisungen

1. E Block Holz mat enger Längt = 2.5 m, enger Breet = 0.5 m an enger Héicht = 0.4 m. D' Dicht vum Waasser ass 1000 kg/m³ . Wann de Block am Waasser geluecht gëtt, wat ass dann d' Opwärmkraaft ... D'Schwéierkraaft ass 10 N/kg.

Bekannt:

Volumen vum Block (V) = Längt x Breet x Héicht = 2.5 x 0.5 x 0.4 = 0.5 m³

Dicht vum Waasser (ρ) = 1000 kg/ m³

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 N/kg

Gewënscht: D'Gréisst vun der Opdriftskraaft

Léisung:

Formel vun der Opdriftskraaft:

F = ρ g V

F = Opdriftskraaft , ρ = Dicht vum Waasser , g = Schwéierkraaftbeschleunigung , V = Volumen

F = (1000)(10)(0.5) = (1000)(5) = 5000 Newton

2. D'Gewiicht vun engem Objet an der Loft ass 100 N. Den Objet gëtt an eng Flëssegkeet gesat. D'Volumenzunahme vun der Flëssegkeet ass 1.5 m³ . Wann d'spezifescht Gewiicht vun der Flëssegkeet 10 N/m³ ass , wat ass dann d'Gewiicht vum Objet an der Flëssegkeet?

Bekannt:

Gewiicht vum Objet an der Loft (w) = 100 Newton

Zouhuele vum Volumen vun der Flëssegkeet = Volumen vum Objet an der Flëssegkeet (V) = 1.5 m³

Spezifescht Gewiicht vun der Flëssegkeet = 10 N/ m³

Gesicht: Gewiicht vum Objet a Flëssegkeet

Léisung:

Gewiicht vum Objet an der Flëssegkeet = Gewiicht vum Objet an der Loft – Opdriftskraaft

Gewiicht vum Objet an der Flëssegkeet = 100 Newton – Opdriftskraaft

Formel vun der Opdriftskraaft:

F A = ​​​​ρ g V

F A = ​​​​Opschwongskraaft = d'Kraaft, déi vun de Flëssegkeeten op en Objet am Waasser ausgeübt gëtt

ρ = Dicht vun der Flëssegkeet

g = Beschleunigung duerch d'Schwéierkraaft

V = Volumen vum Objet a Flëssegkeet

Spezifescht Gewiicht:

Spezifescht Gewiicht vun der Flëssegkeet = 10 N/ m³

w / V = ​​​​10 N/ m³

mg / V = ​​​​10 N/ m³

m (10) / V = ​​​​10 N/ m³

m / V = ​​​​1 kg/ m³

ρ = 1 kg/ m³

D'Dicht vun der Flëssegkeet ass 1 kg/ m³

D'Gréisst vun der Opdriftskraaft :

F A = ​​​​ρ g V = (1 kg/m³ ) (10 m/s² ) (1.5 m³ ) = 15 kg m/s² = 15 Newton

Gewiicht vum Objet a Flëssegkeet:

Gewiicht vum Objet a Flëssegkeet = 100 Newton – 15 Newton

Gewiicht vum Objet a Flëssegkeet = 85 Newton

3. E Schëff , dat um Mier segelt, fiert an e breede a déiwe Floss eran. D' Dicht vum Mierwaasser ass 1100 kg/m3 , d' Dicht vum Flosswaasser ass 1000 kg/ m3 . Vergläicht de Volume vum Objet, deen am Mierwaasser an am Flosswaasser ass.

A. 11: 10

B. 10 : 11

C. 121:100

D. 1 : 1

Bekannt:

Dicht vum Mierwaasser (ρ1 ) = 1100 kg/ m3

Dicht vum Flosswaasser (ρ² ) = 1000 kg/ m³

Gewënscht: Vergläich vum Volumen vum Objet ass a Mierwaasser an a Flosswaasser. Vergläich vum Volumen vum Objet ass a Mierwaasser an a Flosswaasser.

Léisung:

Wann den Objet schwëmmt , dann ass d'Opschwongskraaft (FB ) = Gewiicht (w):

Opdriffskraaft – Problemer a Léisungen 1

De Prinzip vum Archimedes seet, datt d'Opdriftskraaft, déi op en Objet an enger Flëssegkeet (Waasser) wierkt, gläich ass wéi d'Gewiicht vun der Flëssegkeet (Waasser), déi e verdrängt. De Volumen vum Objet an der Flëssegkeet (Waasser) ass gläich wéi de Volumen vun der Flëssegkeet (Waasser), déi sech beweegt.


Vergläich vum Volumen vum Objet am Mierwaasser an a Flosswaasser:

Opdriffskraaft – Problemer a Léisungen 2

Déi richteg Äntwert ass B.

4. Gold, deem seng Mass 193 Gramm ass, ass a Kerosin mat enger Opwäertskraaft vun 8000 Dyne. Wann d' Schwéierkraaftbeschleunigung 10 m/s² ass an d' Dicht vum Kerosin 0.8 gr/cm³ ass , da bestëmmt d' Dicht vum Gold.

A. 1.93 gr/ cm³

B. 8.65 gr/ cm³

C. 19.3 gr/ cm³

D. 193 gr/ cm³

Bekannt:

Mass vum Gold (m Gold ) = 193 Gramm = 0.193 kg

Schwéierkraaftbeschleunigung (g) = 10 m/ s²

Opdriffskraaft (FA ) = 8000 Dyne = 8 x 10³ Dyne = (8 x 10³ )( 10⁻⁶ N) = 8 x 10⁻² N = 0.08 Newton

Dicht vum Kerosin (ρ) = 0.8 gr/cm³ = 800 kg/ m³

Gewënscht: Dicht vum Gold

Léisung:

Gewiicht vum Gold an der Loft:

w = mg = ρ b V g —– Equatioun 1

V ass de Volumen vum Gold a Kerosin.

Opdriffskraaft (FB ) gläich dem Gewiicht vum Gold an der Loft (w) minus dem Gewiicht vum Gold a Kerosin (w'):

w – w' = F A

w – w' = ρ f V g —– Equatioun 2

V ass de Volumen vu Gold a Kerosin.

Béid Equatioune vun uewen kënnen hei ënnendrënner nach eng Kéier geschriwwe ginn:

Opdriffskraaft – Problemer a Léisungen 3

Opdriffskraaft – Problemer a Léisungen 4

Déi richteg Äntwert ass C.

  1. Wat ass de Grondprinzip hannert der Opdriftskraaft?
    • ÄntwertDe fundamentale Prinzip hannert der Opdriftskraaft ass den Archimedes-Prinzip. Dee seet, datt en Objet, deen an enger Flëssegkeet ënnergeet, eng no uewen geriicht Kraaft erlieft, déi Opdriftskraaft genannt gëtt a gläich grouss ass wéi d'Gewiicht vun der Flëssegkeet, déi vum Objet verdrängt gëtt.
  2. Firwat fillt sech en Objet méi liicht un, wann en a Waasser ënnergedaucht ass?
    • ÄntwertWann en Objet a Waasser ënnergeet, verréckelt en e gewësse Volumen u Waasser. D'Gewiicht vun dësem verréckelte Waasser übt eng no uewen geriicht Kraaft op den Objet aus, déi en Deel vum Gewiicht vum Objet entgéintwierkt, wouduerch en sech méi liicht ufillt.
  3. Wann en Objet op Waasser schwëmmt, wéi vergläicht sech dann d'Gewiicht vum Objet mat der Opschwongskraaft, déi drop wierkt?
    • ÄntwertWann en Objet schwëmmt, ass d'Opschwongskraaft, déi drop wierkt, gläich wéi d'Gewiicht vum Objet. Dofir bleift den Objet am Gläichgewiicht ouni ze ënnergoen oder eropzeklammen.
  4. Wirkt eng Opdriftskraaft op Objeten an der Loft?
    • ÄntwertJo, eng Opdriftskraaft wierkt op Objeten an all Flëssegkeet, och an der Loft. Well d'Loft awer vill manner dicht ass wéi Flëssegkeeten wéi Waasser, ass d'Opdriftskraaft an der Loft vill méi kleng an dacks vernoléissegbar fir alldeeglech Objeten.
  5. Firwat ënnergoen e puer Objeten am Waasser, während anerer schwammen?
    • ÄntwertOb en Objet ënnergeet oder schwëmmt hänkt vun der Bezéiung tëscht sengem Gewiicht an der Opschwongskraaft of. Wann d'Opschwongskraaft (wéinst der verdrängter Flëssegkeet) méi grouss ass wéi d'Gewiicht vum Objet, schwëmmt en. Wann d'Gewiicht méi grouss ass, ënnergeet en.
  6. Wann Dir eng huel Metallkugel an eng massiv Metallkugel mam selwechte Volumen a Material géift huelen an se an d'Waasser tauchen, wéi eng géif eng méi grouss Opdriftskraaft erliewen?
    • ÄntwertD'Opschwongskraaft hänkt vum Volumen vun der verdrängter Flëssegkeet of a net vun der Mass vum Objet. Well béid Kugelen datselwecht Volumen u Waasser verdrängen, géife se déiselwecht Opschwongskraaft erliewen.
  7. Firwat schwiewen Schëffer aus Stol, deen vill méi dicht ass wéi Waasser?
    • ÄntwertSchëffer si mat groussen huel Plazen dobannen entworf, dat heescht, datt hir duerchschnëttlech Dicht manner wéi déi vum Waasser ass. D'Waasser, dat vum Schëff verdrängt gëtt, übt eng Schweifkraaft aus, déi d'Gewiicht vum Schëff droe kann, sou datt et schwëmmt.
  8. Wann Dir e schwiewende Ball méi déif an d'Waasser dréckt an en dann erëm lassléisst, wat geschitt dann?
    • ÄntwertWann Dir eng schwiewend Kugel méi déif an d'Waasser dréckt, erhéicht Dir de Volumen vum Waasser, dat se verdrängt, wat d'Opschwongskraaft erhéicht. Wann Dir se lassléisst, dréckt déi erhéicht Opschwongskraaft se no uewen, bis se an hir Gläichgewiichtspositioun zréckkënnt.
  9. Wat geschitt mat der Opdriftskraaft op engem Objet ënner Waasser, wann Dir en vu Séisswaasser op Salzwaasser réckelt?
    • ÄntwertSalzwaasser ass méi dicht wéi Séisswaasser. Dofir ass d'Opschwongskraaft a Salzwaasser fir dat selwecht verréckelt Volumen méi grouss wéi a Séisswaasser. Sou kéint en Objet a Salzwaasser méi héich schwiewen wéi a Séisswaasser.
  10. Ass et méiglech, datt en Objet an enger Orientéierung (z.B. vertikal) stabil ass, awer an enger anerer (z.B. horizontal) onstabil ass, wann e am Waasser schwëmmt?
  • ÄntwertJo, d'Stabilitéit vun engem schwiewenden Objet hänkt vun der Verdeelung vu sengem Gewiicht am Verhältnes zu der Schwiewkraaft of. Wann de Schwéierpunkt direkt iwwer dem Schwiewpunkt läit, ass den Objet stabil. Wann Dir awer d'Orientéierung ännert, kéint sech d'Bezéiung tëscht de Schwiewpunkten änneren, wat zu Instabilitéit an där spezifescher Orientéierung féiere kann.
Drécken Friendly, PDF & E-Mail