Fizika Tanuljunk

FIZIKA 7. osztály – Felhajtóerő

 

A felhajtóerő

Ha víz alá nyomott gumilabdát elengedünk, akkor az “kipattan” a vízből. Fürdés közben magunk is érezhetjük, hogy könnyűek vagyunk, alig nehezedünk a medence aljára. Az ehhez hasonló megfigyelésekből arra következtethetünk, hogy a folyadékba merülő tárgyakra valamilyen felfelé mutató erő hat.

Szabályos hasábot merítsünk teljesen vízbe. A hasáb felső lapja közelebb van a felszínhez, mint az alsó. Így a hasábra felülről lefelé kisebb hidrosztatikai nyomás hat, mint alulról felfelé. Ennek eredményeképpen, ha a felső és alsó lap azonos méretű, akkor a lapokra ható erők is különbözők lesznek. Az eredmény egy felfelé mutató eredőerő, aminek a neve felhajtóerő. Fontos hangsúlyozni, hogy a felhajtóerő a hidrosztatikai nyomáskülönbségből származik. Akkor jön létre, ha a folyadéknak van súlya, s így van hidrosztatikai nyomás.

Arkhimédész törvénye

A felhajtóerő nagyságára vonatkozó törvényt először Arkhimédész, görög tudós mondta ki: Minden folyadékba merülő testre felhajtóerő hat. Ez az erő a test által kiszorított folyadék súlyával egyenlő.

A felhajtóerő mérése

Végezzünk mérést! Felfüggesszünk egy hasábot erőmérőre, és mérjük meg a súlyát. Ezután az erőmérőre függesztett hasábot engedjük belemerülni a vízbe. Az erőmérő most kisebb erőt jelez. A has ábot tartó erő a hasábra felfelé ható felhajtóerő következtében csökken.

Ezután egy üres hengert akasztunk erőmérőre, s ez alá olyan tömör hengert, mely éppen kitöltené az üres henger belső üregét. Megmérjük az együttes súlyukat a levegőben. Ezután engedjük a tömör hengert vízbe merülni, s megmérjük ismét a két henger súlyát. Ebben az esetben kevesebb súlyt fogunk mérni, hiszen a tömör hengerre ható felhajtóerő csökkenti az erőmérőre nehezedő súlyt. Ezután teleöntjük lassan az üres hengert vízzel. Azt látjuk, hogy az erőmérő megint akkora erőt jelez, mint amekkora a két henger súlya a levegőben volt. Eszerint az eredetileg üres hengerbe öntött víz súlya éppen akkora, mint a tömör hengerre ható felhajtóerő. Fontos, hogy a vízbe merülő tömör henger térfogata és a felső hengerbe öntött víz térfogata megegyezik.

A most bemutatott kísérlet a felhajtóerő mérésére alkalmas. A kísérletet más folyadékkal megismételve hasonló eredményre jutunk.

Kísérlet a felhajtóerő megjelenésének körülményeire

A felhajtóerő csak akkor jöhet létre, ha a folyadék a tárgy alsó felületét is éri. Ennek bemutatása a következő módon történhet. Ha egy sima parafadugót leszorítunk az edény aljára, higanyt öntünk rá, majd elengedjük, a dugó nem jön fel a higany felszínére. A higany nem tudott a dugó alá kerülni, csak felülről nyomja azt, nem alakult ki nyomáskülönbség, s így felhajtóerő sem. Ha kicsit megmozdítjuk a dugót, a higany a dugó alá jut, s a felhajtóerő azonnal fellöki a dugót a higany felszínére.

Hozzászólás

Ez az oldal az Akismet szolgáltatást használja a spam csökkentésére. Ismerje meg a hozzászólás adatainak feldolgozását .

%d bloggers like this: