Hur stor del av klossen är i vätskan?
Hej, jag förstår inte hur jag ska börja lösa följande uppgift:
"En kloss med densiteten 700 kg/m3 flyter i en vätska med
densiteten 1100 kg/m3. Klossen är 8,0 cm hög. a) Hur långt ned, h,
i vattnet är klossen nedsänkt? b) Hela klossen hålls sedan under
vatten och släpps. Hur stor blir dess acceleration?"
Hur ska jag tänka?
Rita en bild med en fyrkant (klossen) som flyter i vatten med en del som sticker upp.
Sätt ut de krafter som verkar på klossen. Vad gäller för förhållandet mellan krafterna?
Posta bilden här.
Gör uttryck för krafterna. Helst med bokstäver, talen kan stoppas in på slutet.
Edit: sätt ut sidlängden och h i figuren.
De krafterna jag kan komma på är lyftkraften, tyngdkraften och normalkraften.
Hur ska jag förklara förhållandet mellan krafterna?
Bra start! Du har ingen normalkraft så den ska bort. Det är ju vattnets lyftkraft som gör att klossen flyter.
Man brukar rita lyftkraften från botten på klossen och uppåt men inte viktigt.
Eftersom klossen är i jämvikt måste Fg och Flyft vara lika stora eller hur?
Vad blir utttrycken för Fg och Flyft? Sätt volymen av klossen till V.
Arkimedes princip: lyftkraften från vattnet är lika stor som tyngden av det undanträngda vattnet. Volymen av det undanträngda vattnet är lika stor som den delan av klossen som ligger under ytan.
Om och bildas förhållandet .
Hur ska man lösa ut volymen ifall vi inte får reda på massan?
Vill inte spoila för mycket så hoppas du har tålamod med mig :-). För tidigt att fundera på vad vi eventuellt inte kan räkna ut eller inte vet, försök bygga upp modellen först. Eftersom vi har två massor, volymer och densiteter sätter vi suffix på dem. Är du med på att:
Om du skriver ett liknande uttryck för , hur skulle det se ut?
Inga problem :)
Menar du att ?
Densiteten är inte samma så behövs en annan beteckning.
Men viktigare: den undanträngda vattenmängden är ju inte klossens volym, en del av klossen är ju ovan ytan. Men om vi tar det i steg:
Ok?
Om du tittar på bilden, kan du se ett samband mellan och ?
Vi är nästan i mål, jag lovar!
Hm, vet inte om jag förstår helt. Menar du att deras volymer är lika stora?
Nej. En del av klossen är ovan ytan. Volymen av det undanträngda vattnet är alltså mindre än kubens volym. I din bild är det tydligt hur du kan teckna ett samband mellan dom, du har ju satt ut mått på kubens sida och hur långt ner i vattnet den ligger.
Om till exempel klossen skulle ligga så att bara en tiondel stack upp skulle 9/10 ligga under ytan. Vattnets volym är då 9/10 av klossens volym.
Blir eftersom "h" är den delen som är i vattnet, d.v.s. vattnets volym?
h är ju den del av hela klossens höjd som är i vattnet. Ok?
Var är vi nu? Jo:
Du har uttryck för de två krafterna.
Du vet att det är lika stora.
Du har ett samband mellan volymerna som dessutom innehåller h, det du vill räkna ut.
Prova att sätta ihop allt!
Tips: Förkorta innan du sätter in siffror!
Då förstår jag!
Fick ut rätt svar, tack så mycket för hjälpen och tålamodet :)
Toppen!