Ciśnienie I Siła Wyporu Sprawdzian Klasa 8

Ciśnienie i siła wyporu to dwa ważne pojęcia w fizyce, które często pojawiają się na sprawdzianach w klasie 8. Zrozumienie ich jest kluczowe do rozwiązywania zadań dotyczących ciał zanurzonych w cieczach lub gazach. Ciśnienie to siła działająca na jednostkę powierzchni, a siła wyporu to siła skierowana do góry, która działa na każde ciało zanurzone w płynie.

Ciśnienie

Ciśnienie, oznaczane literą p, obliczamy, dzieląc siłę F przez powierzchnię A, na którą ta siła działa: p = F / A. Jednostką ciśnienia w układzie SI jest Pascal (Pa), gdzie 1 Pa = 1 N/m².

• Przykład: Jeśli siła 100 N działa na powierzchnię 2 m², to ciśnienie wynosi 100 N / 2 m² = 50 Pa.
• Ciśnienie w cieczach i gazach rośnie wraz z głębokością. Wynika to z ciężaru płynu znajdującego się nad danym punktem.

Siła Wyporu

Siła wyporu, oznaczana F_w, jest równa ciężarowi cieczy wypartej przez zanurzone ciało. Mówi o tym prawo Archimedesa. Możemy obliczyć ją ze wzoru: F_w = ρ * V * g, gdzie:

• ρ (rho) to gęstość cieczy,
• V to objętość wypartej cieczy (równa objętości zanurzonej części ciała),
• g to przyspieszenie ziemskie (ok. 9.81 m/s²).

Siła wyporu determinuje, czy ciało będzie pływać, tonąć, czy pozostanie w zawieszeniu.

• Pływanie: Jeśli siła wyporu jest większa niż ciężar ciała, ciało pływa (częściowo zanurzone).
• Tonienie: Jeśli siła wyporu jest mniejsza niż ciężar ciała, ciało tonie.
• Zawieszenie: Jeśli siła wyporu jest równa ciężarowi ciała, ciało pozostaje w zawieszeniu (całkowicie zanurzone).

Rozwiązywanie Zadań - Krok po Kroku

1. Określ dane: Zapisz gęstość cieczy (ρ), objętość zanurzonej części ciała (V), ciężar ciała (F_g).
2. Oblicz siłę wyporu: Użyj wzoru F_w = ρ * V * g.
3. Porównaj siły: Porównaj siłę wyporu (F_w) z ciężarem ciała (F_g).
4. Wyciągnij wnioski: Określ, czy ciało będzie pływać, tonąć, czy pozostanie w zawieszeniu.

Przykład: Klocek o objętości 0.001 m³ zanurzono w wodzie (gęstość wody to 1000 kg/m³). Ciężar klocka wynosi 8 N. Oblicz siłę wyporu i określ, czy klocek będzie pływać.

1. ρ = 1000 kg/m³, V = 0.001 m³, F_g = 8 N
2. F_w = 1000 kg/m³ * 0.001 m³ * 9.81 m/s² = 9.81 N
3. F_w (9.81 N) > F_g (8 N)
4. Klocek będzie pływać.