Fizika (7-8.)
Felhajtóerő
Információ ehhez a munkalaphoz
Módszertani célkitűzés
A segédanyag felhasználásával többféleanyagi minőségű test esetében bemutatható, hogyan alakul ki egy test egyensúlya folyadékban, ha sűrűsége nagyobb vagy kisebb a folyadék sűrűségénél, avagy épp megegyezik vele.
Az alkalmazás nehézségi szintje, tanárként
Könnyű, nem igényel külön készülést.
Lehetséges házi feladat
Készíts házilag Cartesius-féle búvárt! Nézz utána, ki rejlik a Cartesius név mögött! Milyen természettudománnyal (és nem természettudománnyal) kapcsolatos vonatkozásai vannak életművének?
Mit jelent a szófordulat: „úszik, mint a nyeletlen fejsze”?
Hogyan változtatják merülési mélységüket a tengeralattjárók?
Milyen értelemben használatos a következő kifejezés: „ez csak a jéghegy csúcsa”?
Meddig „terhelhető” egy jégtábla?
Hogyan állapítja meg a háziasszony, milyen friss egy tojás?
- kísérlet: friss tojás egyensúlya tiszta vízben, illetve fokozatosan adagolt konyhasóval növelt sűrűségű oldatban.
- kísérlet: A Cartesius-féle búvár megfigyelése.
Feladatok
- FELADAT
A tankönyvedből vagy függvénytáblázatodból válassz ki egy tetszőleges folyadékot illetve szilárd anyagot, számítsd ki sűrűségük arányát egy tizedes jegy pontossággal, és állítsd be a kapott értéket a csúszka segítségével! (A test tömege, így a gravitációs erő értéke is adott, nem változtatható.)
Indítsd el az animációt a
gombbal, és jegyezd fel, mekkora értéket vesz fel végül a felhajtóerő!
Hol helyezkedik el egyensúlyban a test? - FELADAT
Add a sűrűségaránynak az 1 értéket és végezd el az előbbi megfigyeléseket! - FELADAT
Válassz az 1. feladatban foglaltak szerint olyan folyadékot és szilárd anyagot, hogy a test sűrűsége kisebb legyen, mint a folyadéké és ismételd meg ebben az esetben is a megfigyelést! Rögzítsd a megállapításaidat!
Idézd fel ismét Arkhimédész törvényét, az egyensúly feltételét, és nézd meg figyelmesen, hogyan állapodik meg a test a folyadékban az egyensúlyi helyzet felvételekor!VÁLASZ:A folyadéknál kisebb sűrűségű test úszik, egy része tehát nem merül a folyadékba!
A felhajtóerő a bemerülő rész által kiszorított (vele megegyező térfogatú) folyadék súlyával egyenlő!
Az egyensúly feltétele itt is az erők egyenlősége! - FELADAT
Keress kapcsolatot a test térfogatának bemerülő része és a sűrűségarány között!
Becsüld meg, hányad része van a víz felett egy jégdarabnak!
VÁLASZ:Ahányad része a test sűrűsége a folyadék sűrűségének, a testnek annyiad része merül a folyadékba.