6 eksempler på spørsmål om Arkimedes' lov
1. Hvilket volum stein plasseres i sjøvann hvis vekten av sjøvannet som fortrenges av steinen er 2 Newton? Tetthet av sjøvann = 1025 kg/m²3.
Diskusjon
Jawab:
Arkimedes' lov Sier det vekten av sølt vann (vann fortrengt av jern) er lik stor oppdriftskraft som gjøres av vann på jern.
Volum av fortrengt vann = volum av stein nedsenket i sjøvann = 199,1 cm³.
2. En beholder full av vann. Et stykke jern på 2 cm3 nedsenket i en beholder slik at noe av vannet renner ut. Hva er massen av vannet som renner ut?
Diskusjon
3. Massen til en gjenstand i luft er 15 kg og massen til en gjenstand i vann er 13,7 kg. Er gjenstanden laget av rent gull?
Diskusjon
Det er kjent at:
m = 15 kg
m' = 13,7 kg
Spurt: er gjenstanden laget av rent gull?
Jawab:
Spesiell tyngdekraft rent gull = 19,3 eller tetthet av rent gull = 19300 kg/m²3Hvis tettheten til en gjenstand er den samme som tettheten til rent gull, er gjenstanden laget av rent gull.
Hva er tettheten til et objekt? ?
Oppdriftskraft (FA) er lik vekten av objektet i luft (w) minus vekten av objektet i vann (w').
Skriv inn masseverdien til objektet i luften og masseverdien til objektet i vannet:
Forholdet mellom tettheten til et objekt og tettheten til vann (/) = objektets spesifikke vekt. Så objektets spesifikke vekt = 11,3.
Tettheten til et objekt = spesifikk tyngdekraft multiplisert med vanntettheten = (11,3)(1000 kg/m3) = 11 300 kg/m3.
Den spesifikke vekten til rent gull er 19,3 og tettheten til gull er 19 300 kg/m³3 derfor er ikke gjenstanden laget av rent gull.
4. Et redningsskip forsøker å løfte en container med en totalmasse på 4500 kg som har falt i sjøen. Containeren måler 2 meter lang, 1,5 meter bred og 1 meter høy. Tettheten av sjøvann på det tidspunktet er 1025 kg/m3 og tyngdeakselerasjonen er 10 m/s2 . Derfor er minimumskraften som kreves for å løfte objektet fra havbunnen til overflaten…
Diskusjon
Det er kjent:
Masse av eske (m) = 4500 kg
Boksens volum (V) = 2 m x 1,5 m x 1 m = 3 m³
Tetthet av sjøvann ( ρ) = 1025 kg/ m³
Tyngdekraftakselerasjon (g) = 10 m/ s²
Spørsmål: Hva er den minste kraften som kreves for å løfte et objekt fra havbunnen til overflaten?
Jawab:
Vekten av et objekt i luft = mg = (4500 kg)(10 m/s² ) = 45000 N
For å løfte en gjenstand på land er minimumskraften 45 000 N.
Størrelse på oppdriftskraft:
FA = ρ F g V = ( 1025)(10)(3) = 30750 N
Vekten av objektet i sjøvann = 45000 N – 30750 N = 14250 N
For å løfte en gjenstand til sjøs er minimumskraften 14250 N.
5. En gjenstand flyter i en væske med en tetthet på 800 kg/m²3Hvis ¼ av objektet ikke er nedsenket i væsken, er objektets tetthet ...
A. 600 kg/m²3
B. 900 kg/m²3
Ca. 1000 kg/m²3
D. 1200 kg/m²3
E. 1300 kg/m²3
Diskusjon:
Det er kjent at:
Tetthet væske = 800 kg/m²3
Volumet av en gjenstand som ikke er nedsenket i væske = ¼
Volum av en gjenstand nedsenket i væske = ¾
Totalvolumet til objektet = 1
Spurt :
Tetthet objekt?
Jawab :
Formelen for forholdet mellom tetthet objekter, væskenes tetthet og delene av objekter som er nedsenket og ikke nedsenket i væsker, diskuteres i artikkelen. hvorfor flyter faste gjenstander? :
Det riktige svaret er A.
6. Vekten av en gjenstand i luft er 5 N. Hvis gjenstanden veies i vann (vannets tetthet = 1000 kg/m²3) vekten blir 3,2 N. Hvis tyngdeakselerasjonen g = 10 m/s2 da er objektets tetthet ...
A. 800 kg/m²3
B. 1000 kg/m²3
Ca. 1500 kg/m²3
D. 2500 kg/m²3
E. 2780 kg/m²3
Diskusjon:
Det er kjent at:
Objektets vekt i luft = Objektets vekt (w) = 5 Newton
Vekten av objektet i vann = 3,2 Newton
Tetthet vann = 1000 kg/m²3
Tyngdekraftens akselerasjon = 10 m/s2
Objektets masse: w = mg —> m = w : g = 5 N : 10 m/s2 = 0,5 kg
Spurte:
Tetthet objekt?
Jawab:
Vekten av en gjenstand i vann er mindre på grunn av oppdriftskraften.
Oppdrift = Objektets vekt i luft – Objektets vekt i væske
Oppdrift = 5 Newton – 3,2 Newton = 1,8 Newton
Tettheten til et objekt :
Tetthet = Masse : Volum = 0,5 kg : 0,00018 m3 = 2780 kg / m3
Det riktige svaret er E.
Arkimedes' lovspørsmål
1. Hvilket volum stein plasseres i vannet hvis vekten av vannet som fortrenges av steinen er 5 Newton? Vanntetthet = 1000 kg/m²3 (501 cm3)
2. En beholder full av bensin. Et trestykke på 1,2 dm3 nedsenket i en beholder slik at noe av bensinen rant ut. Hva er massen av bensinen som rant ut? (816 gram)
3. Massen til et metall i luft er 13 kg og massen til metallet i vann er 12,3 kg. Er metallet laget av rent gull? (Nei, fordi metallets spesifikke vekt = 18,6. Gullets spesifikke vekt = 19,3)
