Dichtheid en drijven in evenwicht – problemen en oplossingen

Dichtheid en drijven in evenwicht – problemen en oplossingen

1. Een blokje wordt in twee verschillende vloeistoffen geplaatst. In vloeistof A bevindt zich 0.6 deel van het blokje. In vloeistof B bevindt zich 0.5 deel van het blokje. Bepaal de verhouding van de dichtheid van vloeistof A naar vloeistof B.

Bekend:

Dichtheid van het blok = x

Deel van het object in vloeistof A = 0.6

De dichtheid van vloeistof A = y

Deel van het object in vloeistof B = 0.5

De dichtheid van vloeistof B = z

Gezocht: De verhouding van de dichtheid van vloeistof A tot vloeistof B (y:z)

oplossing:

Vervang x in vergelijking 2 door x in vergelijking 1:

2. Een voorwerp wordt in vloeistof P geplaatst, waarbij 0.5 deel van het voorwerp zich in de vloeistof bevindt. Wanneer het voorwerp in vloeistof Q wordt geplaatst, bevindt het zich volledig in de vloeistof, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. Wat is de verhouding tussen de dichtheid van vloeistof P en die van vloeistof Q?

Bekend:

Dichtheid van het object = x

Deel van het object in de vloeistof P = 1/2 = 0.5

De dichtheid van vloeistof P = y

Deel van het object in vloeistof Q = 1

De dichtheid van de vloeistof Q = z

Gezocht: De verhouding van de dichtheid van vloeistof P tot vloeistof Q (y:z)

oplossing:

Vervang x in vergelijking 2 door x in vergelijking 1:

3. Een stuk hout dat in olie drijft (De dichtheid van olie is 800 kg/m³)³). Vier vijfde van het hout zit in de olie.Wat is de dichtheid van het hout?

Bekend:

Dichtheid van olie (ρ) = 800 kg/m³^-3

Deel van het hout in de olie = 4/5

Gezocht: Dichtheid van hout

oplossing:

De dichtheid van hout is 640 kg/m³.³.

4. Het gewicht van een blok is 50 N. In water is het gewicht van het blok 30 N. Als de dichtheid van water 10 is...³ kg / m^-3 Wat is de dichtheid van het blok?

Bekend:

Gewicht van het blok in de lucht (w) = 50 N

Gewicht van het blok in water (w)_water) = 30 N

Dichtheid van water (ρ)_water) = 10³ kg / m³ = 1000 kg / m³

Versnelling als gevolg van zwaartekracht (g) = 10 m/s²

Massa van het blok (m) = w/g = 50/10 = 5 kg

Gewild : Dichtheid van het blok (ρ_blok)

oplossing:

Opwaartse kracht:

F_A = w – w_water = 50 – 30 = 20 N

Volume van het blok in water:

F_A = ρ g V

20 = (1000)(10) V

20 = (10,000) V

V = 20/10,000

V = 0.002 meter³

Dichtheid van het blok:

ρ = m/V = 5 / 0.002 = 2500 kg/m³

5. Een houten blok ondergedompeld in water. 25% van haar deel bevindt zich boven de oppervlak van water en 75% daarvan bestaat uit water. De dichtheid van water is 1 g / cm³ en versnelling als gevolg van de zwaartekracht is 10 m / s²Bepaal de dichtheid van the blokken.

A. 0.025 kg/m³

B. 0.075 g/cm³³

C. 0.250 kg/m³

D. 0.750 g/cm³³

Bekend:

Deel van de blokken boven het wateroppervlak = 25% = 25/100 = 0.25

Het deel van het blok in het water = 75% = 75/100 = 0.75

De dichtheid van water (ρ)_water) = 1 g/cm³ = 1000 kg / m³

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht = 10 m/s²²

Gewild : Dichtheid van het blok (ρ_blok)

oplossing:

Volume van blokken in water = de verhouding tussen de dichtheid van de blokken en de dichtheid van water

Het juiste antwoord is D.

1. Wat is dichtheid en hoe wordt die wiskundig gedefinieerd?
   • Antwoord: Dichtheid is een maat voor de hoeveelheid massa die in een bepaald volume aanwezig is. Mathematisch gezien wordt het gedefinieerd als dichtheid =massa/volume​.
2. Hoe bepaalt de dichtheid van een voorwerp of het in een vloeistof drijft of zinkt?
   • Antwoord: Als de dichtheid van een voorwerp lager is dan de dichtheid van de vloeistof waarin het zich bevindt, zal het voorwerp drijven. Omgekeerd, als de dichtheid van het voorwerp hoger is dan de dichtheid van de vloeistof, zal het zinken.
3. Wat is het principe achter het drijven of zinken van een voorwerp in een vloeistof?
   • Antwoord: Het principe is het principe van Archimedes, dat stelt dat een lichaam dat in een vloeistof is ondergedompeld een opwaartse kracht ondervindt die gelijk is aan het gewicht van de verplaatste vloeistof.
4. Als een ijsblokje in water drijft met een deel ervan boven het wateroppervlak, wat zegt dit dan over de relatieve dichtheid van ijs en water?
   • Antwoord: Dit geeft aan dat de dichtheid van ijs lager is dan de dichtheid van water. Daarom drijft het ijsblokje en blijft slechts een deel ervan onder water om een ​​hoeveelheid water te verplaatsen die even zwaar is als het ijsblokje zelf.
5. Waarom drijven zware stalen schepen op het water, terwijl een klein stalen spijkertje kan zinken?
   • Antwoord: De totale dichtheid van een stalen schip, inclusief de holle ruimtes gevuld met lucht, is lager dan de dichtheid van water. Daarentegen is de dichtheid van een massieve stalen spijker groter dan de dichtheid van water, waardoor deze zinkt.
6. Wat is het verschil tussen het concept "neutraal drijfvermogen" en drijven of zinken?
   • Antwoord: Neutrale drijfkracht treedt op wanneer het gewicht van een object precies in evenwicht is met de opwaartse kracht, waardoor het object in de vloeistof blijft zweven zonder te stijgen of te dalen.
7. Waarom zweeft een heliumballon in de lucht?
   • Antwoord: De dichtheid van helium is aanzienlijk lager dan de dichtheid van lucht. Daardoor is het gewicht van de heliumballon (inclusief het ballonmateriaal en de helium erin) kleiner dan het gewicht van de lucht die hij verplaatst, waardoor hij blijft zweven.
8. Wat gebeurt er met de dichtheid van een object wanneer het wordt samengedrukt tot een kleiner volume, terwijl de massa constant blijft?
   • Antwoord: De dichtheid zal toenemen, aangezien dichtheid gedefinieerd is als massa gedeeld door volume. Als het volume afneemt en de massa constant blijft, zal de verhouding (de dichtheid) toenemen.
9. Hoe beïnvloedt het zoutgehalte de dichtheid van water?
   • Antwoord: Het verhogen van het zoutgehalte van water (dat wil zeggen, het toevoegen van meer zout) verhoogt de dichtheid ervan. Daarom drijven voorwerpen gemakkelijker in zout water (zoals de Dode Zee) dan in zoet water.
10. Als een voorwerp in evenwicht in een vloeistof drijft, hoe verhouden de opwaartse kracht en de zwaartekracht zich dan tot elkaar?

• Antwoord: Wanneer een object in evenwicht drijft, is de opwaartse kracht (de kracht die door de vloeistof wordt uitgeoefend) even groot en tegengesteld gericht aan de zwaartekracht (het gewicht) die op het object werkt.