Transcript felhajtoero
Felhajtóerő Ha megemelünk valakit a vízben, jóval könnyebbnek érezzük, mint levegőben. Miért? Kísérlet: Egy üres műanyag palackot fokozatosan vízzel teli edényben nyomjuk. Tapasztalat: Minél inkább a víz alá akarjuk nyomni, annál nehezebb a vízben tartani. Kísérlet: Egy üres műanyag palackot egy higannyal teli edényben lefelé nyomjuk. Tapasztalat: Sokkal nehezebb a higanyba lenyomni, mint a vízbe. A kísérlet következménye, hogy kifolyt a folyadék az edényből, a műanyag flakon kiszorította a folyadékot. Oka: Felhajtóerőnek köszönhetően tudjuk nehezen lenyomni a folyadékokban a tárgyakat. Arkhimédész görög tudós tanulmányozta először ezt a folyadékok kiszorításával kapcsolatos jelenséget. Erre fürdőzés közben jött rá: kádba merülve a felesleges víz kifolyik. Annyi vizet szorítunk ki, mint amekkora térfogatú részünk a vízbe merül. „HEURÉKA!!!” Tankönyv 143.1. ábra Tankönyv 143.2. ábra Tapasztalat: A víz által kifejtett felhajtóerő egyenlő a hengerbe töltött víz súlyával. Mitől függ a felhajtóerő nagysága? Hogyan számítjuk ki a felhajtóerőt? Felhajtóerő Jele: Ff Mértékegysége: N(Newton) - Minden folyadékba (vagy gázba) merülő testre hat - Iránya mindig felfelé mutat A felhajtóerő függ: - a folyadék sűrűségétől jele:ρfoly mértékegysége: kg/m3 - a bemerülő test térfogatától jele:Vbem mértékegysége: m3 - a nehézségi gyorsulástól jele: g (g=10m/s2) Felhajtóerő nagysága megegyezik a test által kiszorított folyadék súlyával. Ff = G ρ =m kiszorított folyadék folyadék •V kiszorított folyadék •g= •g bemerülő test Arkhimédész törvénye Minden folyadékba vagy gázba merülő testre felhajtó erő hat, amely egyenlő nagyságú a test által kiszorított folyadék vagy gáz súlyával Egyenlő karú mérleg két oldalára két azonos anyagú és térfogatú tömör fémhengert akasztottak. Egyidejűleg különböző folyadékba merítettük azokat. Mérleg viselkedéséből következtess a testekre ható felhajtóerőre! Ff olaj < Ff víz Olaj sűrűsége kisebb, mint a víz sűrűsége és az olajban kisebb a felhajtóerő is. Így kevésbé fog felemelkedni a test az olajban, mint a vízben. Arkhimédész azt a feladatot kapta Héron királytól, hogy vizsgálja meg a koronáját: nem kevert-e az ötvös mester más anyagot az arany koronájába. Arkhimédész fogott egy a koronával azonos térfogatú színarany tömböt. A koronát és az aranytömböt víz alá merítve azt találta, hogy a mérleg nem marad egyensúlyban. Az aranytömb kevésbé merült el, mint az korona. A felhajtóerő nem egyenlő. Tehát a korona nem csak aranyból van, hanem más anyaggal van ötvözve. Így bebizonyosodott az ötvös mester bűne, akit a király meg is büntetett. Arkhimédész törvénye nemcsak folyadékokra hanem a gázokra is érvényes!!! Pl: A levegőben a léggömbök, hőlégballonok, léghajók is a felhajtóerő segítségével emelkednek fel. Vasgolyó a vízben elmerül, míg a higanyban nem. Miért? A higany sűrűsége sokkal nagyobb, mint a víz sűrűsége. Ezért a higanyban a felhajtóerő is sokkal nagyobb lesz, mint a vízben. Miért veszélyes egy vízből kiálló jéghegy? Mert a jéghegynek csak az egy tizede áll ki a vízből a kilenc tizede a víz alatt található!