Zakaj se nam kamen v vodi zdi lažji?

Gotovo si že opazil, da je predmete v morju ali v bazenu veliko lažje dvigniti kot na suhem. Zdi se, kot da ti nekdo/nekaj pomaga pri dviganju.

Zakaj se nam kamen v vodi zdi lažji?

Da ugotoviš, koliko lažji se zdijo predmeti v vodi, ni nujno, da greš na morje ali na bazen, dovolj je že, da v okolici doma poiščeš velik kamen in ga privežeš na vrvico. Potrebuješ še vedro vode, v katero kamen brez težav potopiš.

Pripomočki:

vedro vode,

velik kamen,

vrv.

Potapljanje kamna

Oglej si naslednji posnetek.

Katero napravo za merjenje sil opaziš na posnetku?

Silomer, ki ga vidiš na sliki, kaže v enotah $N$. V nadaljevanju boš ta podatek potreboval.

Naprej

Odgovor je napačen.

Ponovno

Teža kamna

Kolikšna je teža kamna?

$N$

Pravilno.

Naprej

Ponovno pozorno poglej posnetek.

Ponovno

Sila nad vodo

S kolikšno silo Mateja drži kamen, ko kamen še ni potopljen?

$N$

Pravilno.

Naprej

Ponovno pozorno poglej posnetek. Morda ti bo lažje, če uporabiš gumb za zaustavitev (pavza).

Ponovno

Sila pod vodo

S kolikšno silo Mateja drži kamen, ko je kamen potopljen?

$N$

Pravilno.

Naprej

Rezultat lahko zaokrožiš kar na $60$.

Naprej

Ponovno pozorno poglej posnetek. Morda ti bo lažje, če uporabiš gumb za zaustavitev (pavza).

Ponovno

Navidezna teža

Kolikšna je navidezna teža kamna?

$N$

Teža in navidezna teža kamna

Pravilno.

Naprej

Ponovno pozorno poglej posnetek. Morda ti bo lažje, če uporabiš podatke, ki si jih že določil v prejšnjih nalogah.

Ponovno

Teža in navidezna teža

Teža kamna je sila, s katero Zemlja privlači telo z maso $m$. Teža je odvisna od težnega pospeška in mase telesa. Kamen na Luni ima drugačno težo kot na Zemlji, saj je na Luni težni pospešek približno šest krat manjši kot na Zemlji. Velikost težnega pospeška na Luni je $1.6 \frac{m}{s^2}$. Isto telo ima torej na Luni šest krat manjšo težo kot na Zemlji.

Navidezna teža kamna je sila, ki jo pokaže vzmetna tehtnica, ko je telo potopljeno v tekočino, v našem primeru v vodo.

Zapri

Sila v vrvici

Za koliko se je zmanjšala obremenitev roke, sila v vrvici?

$N$

Kdo ali kaj je tisto, kar pomaga Mateji držati kamen v vodi?

Pravilno.

Naprej

Ponovno pozorno poglej posnetek. Morda ti bo lažje, če uporabiš gumb za zaustavitev (pavza).

Ponovno

Smer sile vzgona

Na potopljena telesa deluje voda z vseh smeri. Rezultanta sil v vodi kaže v nasprotni smeri od teže. Tej rezultanti sil vode na telo pravimo vzgon.

Zapri

Smer sile vzgona

Na spodnjo sliko vriši sile, ki delujejo na kamen, ki je potopljen v vodi in se ne dotika sten posode.

Smer sile vzgona

Poimenuj sile, ki delujejo na kamen. Zapiši jih s celim imenom in NE z oznako. Za imena uporabi iste barve, kot si jih izbral za risanje sil.

Pravilno.

Naprej

Ponovno preveri svoje zapise.

Pravilen odgovor je sila vrvice, teža in vzgon. Zapiši jih k ustreznim silam, ki si jih narisal.

Ponovno

Smer sile vzgona - povzetek

Kamen miruje v vodi in se ne dotika dna posode.

Katere sile delujejo na kamen?

Katera sila preprečuje, da bi se kamen dotikal dna posode?

V kateri smeri deluje sila vzgona?

Smer sile vzgona - povzetek

Naučil si se, da vzgon deluje v nasprotni smeri kot teža kamna.

Vzgon je rezultanta vseh sil vode na kamen. Smer rezultante sil vode na kamen kaže v nasprotni smeri kot teža kamna.

Velikost sile vzgona

Sedaj veš, da sta si vzgon in teža po smeri nasprotna. Kaj pa velikost vzgona?

Ponovno si oglej posnetek.

Kolikšna je sila vzgona?

$N$

Zelo dobro ti gre.

Naprej

Poskusi znova, vzgon je razlika med težo in navidezno težo kamna.

Ponovno

Teža kamna je $N$, navidezna teža je $N$, razlika med njima je $N$, kar predstavlja ravno velikost sile vzgona.

Naprej

Velikost sile vzgona

Ker smo pri poskusu uporabili vzmetno tehtnico, smo vzgon lahko določili z izračunom razlike med težo in navidezno težo. Če nimamo vzmetne tehtnice, lahko vzgon določimo tudi drugače.

Velikost sile vzgona

Izpodrinjena tekočina

Oglej si posnetek.

Katere bistvene spremembe opaziš ob potopitvi kamna v vodo?

Velikost sile vzgona

Ob potopitvi kamna v vodo opazimo, da se gladina vode zviša. Dvig gladine lahko izkoristimo za določanje velikosti vzgona.

Prvi, ki se je tovrstnega postopka domislil, je grški mislec Arhimed, ko se je namakal v kopeli. Več o tem prebereš tule:

Vedež - Arhimed

Arhimedov zakon

Velikost sile vzgona

Izpodrinjena tekočina

Oglej si posnetek .

Koliko vode je kamen izpodrinil, ko je bil v celoti potopljen?

10 litrov

Toliko, kot je njegova prostornina.

Manj kot njegova prostornina.

6 litrov

Na podlagi posnetka bi težko natančno določil količino izpodrinjene tekočine, moral bi jo bi izmeriti. Zagotovo pa lahko oceniš količino vode tudi brez merjenja, poizkusi.

Ponovno

Odlično, pravilno si ocenil.

Naprej

Žal odgovor ni pravilen, poskusi ponovno.

Ponovno

Zapri

Velikost sile vzgona

Izpodrinjena tekočina

Kamen je izpodrinil toliko vode, kot je njegova prostornina. Kamen je izpodrinil vodo in zato je voda zasedla druga mesta v posodi - gladina vode se je dvignila.

Oglej si posnetek.

Kolikšna je prostornina kamna?

$dm^3$

Prostornina vode, ki jo je kamen izpodrinil, je

$dm^3$.