Fysik

Tryk og opdrift

06. januar 2015 af jones8835 (Slettet) - Niveau: B-niveau

Jeg sidder med en opgave jeg ikke lige kan gennemskue, jeg håber i kan hjælpe mig :)
baggrund for spørgsmålet: Målt med et newtonmeter har et messinglod en vægt på 129g i luft og en vægt på 110g, når det er fuldt nedsænket i vand (Densitet 1,0g/cm3)

a) bestem messingloddets volumen

b) Bestem messingloddets densitet

Jeg har prøvet lidt af hvert, bl.a. at udrenge volumen af den fortrængte mængde vand, men syntes ikke det førte nogle steder.


Brugbart svar (0)

Svar #1
06. januar 2015 af Eksperimentalfysikeren

Det ser ud til, at du er på rette spor. Du kan se, hvor meget opdriften er og derudfra finde den fortrængte vandmængde. Så har du også loddets volumen.


Brugbart svar (1)

Svar #2
06. januar 2015 af mathon

a)

Opdriften er lig med tyngden af det fortrængte vand:

                                  \Delta m\cdot g=V_{messing}\cdot \varrho_{vand} \cdot g

                                  \Delta m=V_{messing}\cdot \varrho_{vand}

                                   V_{messing}=\frac{\Delta m}{\varrho_{vand}}

b)
                                    \varrho _{messing}=\frac{{m_{messing}}^{i\; luft}}{V_{messing}}


Svar #3
06. januar 2015 af jones8835 (Slettet)

Så F opdrift = F tryk? og i så fald bare lige for at dobbelttjekke så er Ftryk = 0,110kg x 9,82 N/kg ikke? :)


Brugbart svar (0)

Svar #4
06. januar 2015 af Eksperimentalfysikeren

Nej. Fopdrift er vægtforskellen, altså svarende til massen 19g: Fopdrift = 0,019kg x 9,82 N/kg.


Svar #5
06. januar 2015 af jones8835 (Slettet)

Okay så Fop = 1,87N 
Men hvordan finder du den fortrængte vandmængde derfra? jf. mathons svar vil det da være 1,87N / (1000 kg/m3 x 9,82 N/kg) ? det giver så 0,00019 m3 svarende til 190 cm3 hvilket virker usandsynligt. 
 


Brugbart svar (1)

Svar #6
06. januar 2015 af mathon

                    F_{op}=\Delta m\cdot g=\left ( 0,019\; kg \right )\cdot \left ( 9,82\; \frac{N }{kg} \right )=0,18685\; N

                                 V_{messing}=\frac{\Delta m}{\varrho_{vand}}=\frac{1,9\cdot 10^{-2}\; kg}{10^{3\; \frac{kg}{m^3}}}=1,9\cdot 10^{-5}\; m^3=19\; cm^3


Svar #7
06. januar 2015 af jones8835 (Slettet)

Bare lige for at runde den helt af, så er Fop vel egentlig ikke nødvendig for at finde volumen af det fortrængte vand/messingen?


Brugbart svar (0)

Svar #8
06. januar 2015 af peter lind

jo det er i høj grad nødvendig. Opdriften er tyngdekraften på det vand som loddet fortrænger. Der gælder så Fop = mv*g = ρv*V*g hvor mv er massen af vand, ρv er massefylden for vand og V er rumfanget af det fortrængte vand  = rumfanget af loddet


Brugbart svar (0)

Svar #9
06. januar 2015 af mathon

#8

Opdriften er tyngden af det vand, som loddet fortrænger. (vektorielt)

Tyngden er numerisk lige så stor som men modsat rettet tyngdekraften.


Svar #10
06. januar 2015 af jones8835 (Slettet)

Den er jeg med på, jeg kan bare ikke se, hvor det indgår i beregningen for Volumen af messingen jf. Mathons ovenstående udregninger. Jeg kendte jo på forhånd massefylden for vandet 103 kg/m3 og \Delta m behøver jeg jo ikke Fop for at finde, og det er så der jeg ikke helt forstår nødvendigheden af denne, til dette spørgsmål.


Brugbart svar (1)

Svar #11
06. januar 2015 af mathon

                F_{op}=m_{i\; luft}\cdot g-m_{i\; vand}\cdot g=\underset{opdriften}{\underbrace{\mathbf{\color{Red} \Delta m\cdot g}}}=\underset{tyngden\; af \; fortr\ae ngt\; vand}{\underbrace{\mathbf{\color{Blue} V_{messing}\cdot \varrho_{vand} \cdot g}}}

                                


Brugbart svar (1)

Svar #12
06. januar 2015 af Eksperimentalfysikeren

Det her er noget rod. Lad os prøve at få lidt styr på det.

Der er problemer allerede i det, du har opgivet. Et newtonmeter måler ikke i gram, men i Newton. Imidlertid er der mange fjedervægte, der er inddelt i gram . De virker som newtonmetre, men er inddelt i gram, fordi de er beregnet til køkkenvægt eller lignende eller, fordi de stammer fra en tid, hvor man benyttede cgs-systemet i stedet for SI-systemet. Når loddet er oppe i luften, kan du aflæse dets masse, mlod = 129g, som du har gjort. Når det er nede i vandet ser tingene anderledes ud. Her måler du en tilsyneladen masse, mtilsyneladende, på 110g. Du skal ud fra dette finde den fortrængde vandmængdes masse, mfortrængt. Her benytter du:

Flod = Ftilsyneladende + Ffortrængt

Heraf:

mlod g= mtilsyneladende g + mfortrængt g

Her dividerer du g ud og isolerer mfortrængt.


Svar #13
06. januar 2015 af jones8835 (Slettet)

Ja, så ved at udregne opdriften der kommer i den beholder der nu må være med vand, har jeg den stigning der er i beholderen når messingen bliver lagt i vandet, den stigning ganget med vandets massefylde udgør det fortrængte vands volumen der er lig med messingets volumen, er det ikke korrekt forstået?


Brugbart svar (1)

Svar #14
06. januar 2015 af mathon

Vandstigningen gange vandoverfladens tværsnitsareal er lig med messingloddets volumen.


Skriv et svar til: Tryk og opdrift

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.