Uppgift 495: Inre volym och lyftkraft (Fysik/Fysik 1)

De menar den volym exklusive tjockleken på burken (Volymen "innanför"). Dvs. så mycket vatten (eller annan vätska/gas) du kan fylla burken med. I detta är det $402 {cm}^{3}$

Groblix skrev:
De menar den volym exklusive tjockleken på burken (Volymen "innanför"). Dvs. så mycket vatten (eller annan vätska/gas) du kan fylla burken med. I detta är det $402 {cm}^{3}$

Okej så Vinrecyl= 402 cm^3 men vad är den yttre volymen?

Yttre volymen är lika med inre volymen plus själva burkens volym, som du kan räkna ut när du vet burkens massa samt att den är gjord av järn.

Smaragdalena skrev:
Yttre volymen är lika med inre volymen plus själva burkens volym, som du kan räkna ut när du vet burkens massa samt att den är gjord av järn.

Vyttre=Vinre+Vburkgjord av järn?

Den här frågan handlar om att vi ska hitta höjden med hjälp av den yttre volymen. Då antar jag att vi ej behöver ställa upp gas lagen?

Jo, du behöver gaslagen. Har du ritat upp en bild av uppgiften, så att du fattar vad det är du skall räkna ut? Lägg upp din bild här.

Smaragdalena skrev:
Jo, du behöver gaslagen. Har du ritat upp en bild av uppgiften, så att du fattar vad det är du skall räkna ut? Lägg upp din bild här.

Nej för att jag vet ej hur jag ska visualisera uppgiften. Men jag kan försöka

Innan du börjar rita kan du göra ett förberedande experiment: Gå ut i köket och leta upp en lätt plastmugg. Fyll diskhon med vatten. Håll muggen med botten uppåt, tryck ner den under ytan och undersök vad sm händer när du släpper taget om muggen (medan den är under ytan, vattenfylld).

Smaragdalena skrev:
Innan du börjar rita kan du göra ett förberedande sexperiment: Gå ut i köket och leta upp en lätt plastmugg. Fyll diskhon med vatten. Håll muggen med botten uppåt, tryck ner den under ytan och undersök vad sm händer när du släpper taget om muggen (medan den är under ytan, vattenfylld).

Jag är tyvärr ej hemma..

Är du i skolan? Har ni engångsmuggar i plast på toaletterna? Det borde kunna fungera.

Smaragdalena skrev:
Är du i skolan? Har ni engångsmuggar i plast på toaletterna? Det borde kunna fungera.

Jag är på biblioteket och jag går ej på gymnasiet längre. Läser tekniskt basår på KTH!

Jag förstår inte din bild. Du skall ha en tom (luft-fylld) burk, som du sänker ner under vattenytan (med botten uppåt, så att det blir en luftbubbla inuti burken). Kraften neråt på burken är mg, där m= 62 g (luften inuti väger ungefär ½ gram, så det kan man försumma). Lyftkraften motsvarar massan från det bortträngde vattnet (luftbubblan + själva burkens volym).

Om man trycker ner burken väldigt långt, kommer vattenytan att hamna en bit ovanför burkens nederkant (lufttrycket ökar, så luftbubblans volym minskar - man kan anta att temperaturen är konstant, annars blir det onödigt komplicerat). Lyftkraften blir mindre eftersom det undanträngda vattnet volym (och därmed massa) blir mindre.

Smaragdalena skrev:
Jag förstår inte din bild. Du skall ha en tom (luft-fylld) burk, som du sänker ner under vattenytan (med botten uppåt, så att det blir en luftbubbla inuti burken). Kraften neråt på burken är mg, där m= 62 g (luften inuti väger ungefär ½ gram, så det kan man försumma). Lyftkraften motsvarar massan från det bortträngde vattnet (luftbubblan + själva burkens volym).

Om man trycker ner burken väldigt långt, kommer vattenytan att hamna en bit ovanför burkens nederkant (lufttrycket ökar, så luftbubblans volym minskar - man kan anta att temperaturen är konstant, annars blir det onödigt komplicerat). Lyftkraften blir mindre eftersom det undanträngda vattnet volym (och därmed massa) blir mindre.

Istället för att använda kraft hit o kraft dit. Kan man ej tänka på vätsketryck. Vi söker ju höjden egentligen

Du behöver använda både tryck och kraft för att lösa den här uppgiften. Hur stor volym har plåtburk + luftbubbla när massan av det undanträngda vattnet har lika stor massa som plåtburken? I den situationen är det jämvikt, d v s burken kommer inte att skjuta iväg mot ytan och kommer inte att sjunka till botten. Är burken längre ner kommer den att sjunka. Du behöver använda gaslagarna för att räkna ut vilket djup som motsvarar det tryck som ger den rätta volymen för gasbubblan.

Smaragdalena skrev:
Du behöver använda både tryck och kraft för att lösa den här uppgiften. Hur stor volym har plåtburk + luftbubbla när massan av det undanträngda vattnet har lika stor massa som plåtburken? I den situationen är det jämvikt, d v s burken kommer inte att skjuta iväg mot ytan och kommer inte att sjunka till botten. Är burken längre ner kommer den att sjunka. Du behöver använda gaslagarna för att räkna ut vilket djup som motsvarar det tryck som ger den rätta volymen för gasbubblan.

Okej så då är lyftkraften lika stor som tyngden av den undanträngda vätskan. FL=Fg. Men vi har ju räknat ut yttre volymen så jag antar att den är klar. Vi behöver då ta reda på volym ur kraft jämvikten antar jag? Råh2O*Vundanträngd *g=mburk*g

Som sagt, rita en tydlig bild där man ser själva burken, luftbubblan och de relevanta krafterna. Hur stor skall luftbubblan vara när det är jämvikt? Den volymen är inte 402 ml.

Smaragdalena skrev:
Som sagt, rita en tydlig bild där man ser själva burken, luftbubblan och de relevanta krafterna. Hur stor skall luftbubblan vara när det är jämvikt? Den volymen är inte 402 ml.

Vilken volym har själva burken? Jag hittar inte den siffran i din uträkning.

Smaragdalena skrev:
Vilken volym har själva burken? Jag hittar inte den siffran i din uträkning.

Volym burken är väl massa burk gjord av järn dividerad med densitet för järn? Jag fick det till 7,8780*10^-5 m^3

Mahiya99 skrev:
Smaragdalena skrev:
Vilken volym har själva burken? Jag hittar inte den siffran i din uträkning.

Volym burken är väl massa burk gjord av järn dividerad med densitet för järn? Jag fick det till 7,8780*10^-5 m^3

I den här uppgiften är det betydligt enklare att räkna i kubikcentimerer, så slipper du en massa tiopotenser.

Järn har densiteten 7,874 g/cm³, så om burken har massan 62 g är dess volym ... cm³. Hur stor är volymen för den luftfyllda burken totalt? Hur mycket väger det vatten som burken tränger undan?

Smaragdalena skrev:
Mahiya99 skrev:
Smaragdalena skrev:
Vilken volym har själva burken? Jag hittar inte den siffran i din uträkning.

Volym burken är väl massa burk gjord av järn dividerad med densitet för järn? Jag fick det till 7,8780*10^-5 m^3

I den här uppgiften är det betydligt enklare att räkna i kubikcentimerer, så slipper du en massa tiopotenser.

Järn har densiteten 7,874 g/cm³, så om burken har massan 62 g är dess volym ... cm³. Hur stor är volymen för den luftfyllda burken totalt? Hur mycket väger det vatten som burken tränger undan?

V= 62/7,874= 7,87 cm^3. Totala volymen är då Vyttre =Vinre+Vburk eller?

Ja, så den totala volymen blir ... cm³.

Smaragdalena skrev:
Ja, så den totala volymen blir ... cm³.

409,87 cm^3. Är den där volymen den undanträngda volymen då?

410 cm³. Det är den volymen som burken och luften trönger undan när den är nätt och jämnt under vattenytan.

Hur stor är den totala volymen (burk + luftbubbla)när det är jämvikt? Då skall alltså kraften neråt vara lika stor som lyftkraften.

Smaragdalena skrev:
410 cm³. Det är den volymen som burken och luften trönger undan när den är nätt och jämnt under vattenytan.

Hur stor är den totala volymen (burk + luftbubbla)när det är jämvikt? Då skall alltså kraften neråt vara lika stor som lyftkraften.

6,21*10^-5 m^3? Massa där burk dividerad med densitet vatten.

Ja, 62 cm³. Hur stor volym har luftbubblan?

Smaragdalena skrev:
Ja, 62 cm³. Hur stor volym har luftbubblan?

Samma väl?

Mahiya99 skrev:
Smaragdalena skrev:
Ja, 62 cm³. Hur stor volym har luftbubblan?

Samma väl?

Nej, en del av volymen består ju av själva burken (du har ju räknat ut att den volymen är 8 cm³).

Smaragdalena skrev:
Mahiya99 skrev:
Smaragdalena skrev:
Ja, 62 cm³. Hur stor volym har luftbubblan?

Samma väl?

Nej, en del av volymen består ju av själva burken (du har ju räknat ut att den volymen är 8 cm³).

jag hänger ej riktigt med faktiskt. var kommer 8 cm³ ifrån och varför är en del av volymen 62 ??

Du har ju själv räknat ut att volymen av själva plåtburken är

Volym burken är väl massa burk gjord av järn dividerad med densitet för järn? Jag fick det till 7,8780*10^-5 m^3

d v s 8 cm³. Volymen av burken totalt är volymen av själva plåtburken + volymen av luftbubblan inuti, och detta är 62 cm³ totalt, varav 8 cm³ är själva plåtburken, så volymen av luftbubblan är ... cm³.

Smaragdalena skrev:
Du har ju själv räknat ut att volymen av själva plåtburken är

Volym burken är väl massa burk gjord av järn dividerad med densitet för järn? Jag fick det till 7,8780*10^-5 m^3

d v s 8 cm³. Volymen av burken totalt är volymen av själva plåtburken + volymen av luftbubblan inuti, och detta är 62 cm³ totalt, varav 8 cm³ är själva plåtburken, så volymen av luftbubblan är ... cm³.

62+8= 70 cm^3

Nej, de 8 cm³ som är själva burken ingår i de 62 cm³. Du skall alltså subtrahera, inte addera.

Smaragdalena skrev:
Nej, de 8 cm³ som är själva burken ingår i de 62 cm³. Du skall alltså subtrahera, inte addera.

hm varför ska jag subtrahera och ej addera? hänger ej med...

Blir det tydligare med den här bilden?

Smaragdalena skrev:
Blir det tydligare med den här bilden?

Yes. Första bilden är när det ej finns i vattnet och andra bilden är när den är nedsänkt i vattnet.

Hur stor är volymen för luftbubblan i den högra bilden?

Smaragdalena skrev:
Hur stor är volymen för luftbubblan i den högra bilden?

62-8 cm³

62-8 cm³

som är lika med ... cm³

Smaragdalena skrev:

62-8 cm³

som är lika med ... cm³

54 cm^3

Kommer du ihåg vilket samband som gäller för tryck och volym för en gas, om temperaturen är konstant?

Smaragdalena skrev:
Kommer du ihåg vilket samband som gäller för tryck och volym för en gas, om temperaturen är konstant?

P1/P2= V1/V2 om temperaturen är konstant.

Jag har svårt att veta justnu vilken är P1, P2, V1 och V2 i denna uppgift. Frågan är ju att söka höjden. Kan det stämma att P1 är lufttrycket, p2 är råjärn*g*h. V1 måste vara 402 cm^3 och V2 är då 54 cm^3?

Håller med om att P1 är lufttrycket, V1 är 402 och V2 är 54 kubikcentimeter. P2 är trycket inuti luftbubblan när burken är djupt nere.

Här kan man använda vilka värden man vill, bara man har samma på båda sidor. Mitt förslag är att man ger P1 värdet "10 meter vattenpelare" som motsvarar normalt lufttryck. I så fall får du ett värde på P2 som är 10 m mer än vattendjupet.

Mahiya99 skrev:
Smaragdalena skrev:
Kommer du ihåg vilket samband som gäller för tryck och volym för en gas, om temperaturen är konstant?

P1/P2= V1/V2 om temperaturen är konstant.

$\frac{p 1}{p 2} = \frac{v 2}{v 1} d e t k o m m e r u r p 1 * v 1 = p 2 * v 2 s o m i \sin t u r k o m m e r u r d e n a l l m ä n n a g a s l a g e n$

CurtJ skrev:
Mahiya99 skrev:
Smaragdalena skrev:
Kommer du ihåg vilket samband som gäller för tryck och volym för en gas, om temperaturen är konstant?

P1/P2= V1/V2 om temperaturen är konstant.

$\frac{p 1}{p 2} = \frac{v 2}{v 1} d e t k o m m e r u r p 1 * v 1 = p 2 * v 2 s o m i \sin t u r k o m m e r u r d e n a l l m ä n n a g a s l a g e n$

Juste tack!

Usch, jag skall inte svara för sent på kvällen... Jag föredrar att börja på P₁V₁ = P₂V₂, då är risken mindre att jag skriver av något och det blir fel...