Archimedes' lov: Eftervisning af opdrift og densitet

Formålet med øvelsen var at eftervise Archimedes lov: hvor er væskens densitet, er legemets neddyppede volumen og er tyngdeaccelerationen.

Apparatur:

Måleglas, vægt, Newtonmeter, computer (Excel), stativ med arm, lod, snore.

Væsker: vand, glycerol, mættet saltvand, glycol (kølervæske), husholdningssprit, cremesæbe.

Genstande: bjørn, flaske med lod, jernstang, hvid sten, rød sten, metalhjul.

Teori:

Archimedes' lov, siger, at når et legeme helt eller delvis nedsænkes i en væske, taber det lige så meget i vægt, som den fortrængte væskemængde vejer. Man kan da sige, at legemet foruden tyngden er påvirket af en opadrettet kraft, opdriften: Fopdrift = F2 -F1 Her er F1 den nedadrettede kraft på genstanden fra væsken, og F2 er den opadrettede kraft. Opdriften stammer fra væsken og afhænger ikke af hvilken genstand vi ser på. Hvis det rumfang genstanden optager, i stedet opfyldes af væske, vil denne væskemængde være i hvile. Dvs. opdriften er af netop samme størrelse som den nedadrettede tyngdekraft Ftyn, væske på væskemængdens plads: Fopdrift = Ftyn, væske

Fremgangsmåde:

Inden vi startede øvelsen skulle tænke over hvordan vi ville gribe forsøget an? Vi skulle på skemaform lave 2 forsøgsserier(dele) med vores målinger, ud fra de redskaber vi havde. I den første del var det væskerne der varierede, mens loddet og væskemængden holdtes konstant. I anden del var det derimod ’lodderne’ eller genstandene som vi kalder dem, der var variabler, hvor væsken var konstant i kraft af at det var vand hver gang, ergo den samme densitet. Mængden af vandet i måleglassene var irrelevant i andendelen, da vi bare skulle tilpasse størrelsen af måleglasset i forhold til den valgte genstand. Forsøget var enkelt nok i første del havde vi 6 forskellige væsker (se målinger), først undersøgte vi deres densitet ved at afveje 100 mL af dem, derefter sænkede vi et lod med konstant vægt ned i måleglasset, så vi kunne se på Newtonmeteret hvor meget væske der var blevet fortrængt. I anden del havde vi 6 forskellige genstande vi brugte som lodder, ved at nedsænke dem i vandet fandt vi volumen. Ved at kigge på Newtonmeteret fandt vi F1 og F2 og derved opdriften for genstanden.