Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!
0,5 kg tömegű 0,5 dm2 keresztmetszetű hengeres poharat szájával lefelé vízbe eresztünk a fenekére erősített zsinórral olyan mélységig, míg a zsinórban 1N erőt mérünk.
a, Mekkora ebben az állapotban a pohárba zárt levegő túlnyomása? (800 Pa)
b, Mekkora a vízszint sülyedése a pohárban a külső szinthez képest? (8 cm)
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Fizika
Válaszok
1
bongolo{ }
megoldása
Mielőtt a vízbe merülne, a zsinórban F=m·g = 5 N erőt mérünk.
A vízben a felhajtóerő miatt kevesebbet. Ha csak 1 N-t, akkor 4 N a felhajtóerő.
A felhajtóerő ekkora nyomást fejt ki az A felületre (ami a pohárban lévő levegő keresztmetszete):
A = 0,5 dm² = 0,5·10⁻² m²
p = F/A
p = 4 N / 0,5·10⁻² m² = 8·10² Pa = 800 Pa
Ekkora nyomás nyomja alulról a levegőt, pont ennyivel nő a pohárban lévő levegő nyomása is.
Ez a felhajtóerő valójában a víz hidrosztatikai nyomása. Ha h magas a vízoszlop, ennyi a hidrosztatikai nyomása:
p = ρ·g·h
800 N/m² = 1000 kg/m³ · 10 m/s² · h
8/100 m = h
vagyis 8 cm
---
Ez a "vízszint süllyedése" dolog valójában az, hogy a pohárban a levegő kicsit összenyomódik. Ha nem nyomódna össze, akkor úgy szólna a kérdés, hogy milyen mélyre süllyedt bele a pohár a vízbe.
Pár millimétert összenyomódik a levegő, vagyis a vízszint a pohár alatt picit magasabban van, mint a pohár pereme. (De persze közel sincs olyan magasan, mint a poháron kívül a vízszint.) Ezzel nem kell sokat foglalkozni, a lényeg, hogy milyen a két vízszint magasság különbsége, mert ez a különbség lesz az a magasság, aminek a hidrosztatikai nyomása adja a felhajtóerőt (a kiszorított víz súlyát...)