Feladat: 329. fizika gyakorlat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Sallai Ágnes 
Füzet: 1974/november, 169 - 170. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Arkhimédész törvénye, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1974/április: 329. fizika gyakorlat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A fenéklapra alulról ható nyomóerő egyenlő a fenéklap fölé képzeletben emelt hengeres vízoszlop súlyával, melynek magassága azonos a külső vízszint magasságával. Mivel az edény 1dm3 (tehát 1 kp súlyú) vizet szorít ki, azért az a) esetben a fenéklapra ható nyomóerő kisebb, a b) esetben nagyobb 1 kp-nál. Ezért 1 kg tömegű szilárd testet helyezve a korongra, az a) esetben a fenéklap leválik, a b) esetben nem válik le.
1 kg vizet öntve az edénybe, a fenéklap még éppen nem esik le mind a két esetben. A Hg fajsúlya 13,6-szer nagyobb a víz fajsúlyánál, így 1 kg Hg térfogata 13,6-szer kisebb, mint az előbb említett víz térfogata. Az a) esetben az edény lefelé szűkül, így a Hg magassága nagyobb a vízmagasság 1/13,6 részénél, tehát az edénybe öntött 1 kg Hg a fenéklapra nagyobb nyomást gyakorol, mint a víz, ezért a fenéklap leesik. A b) esetben a Hg magassága kisebb a vízmagasság 1/3,6 részénél, ezért az 1 kg Hg a fenéklapra kisebb nyomást gyakorol, mint a víz, a fenéklap nem esik le.
Az olaj fajsúlya kisebb a víz fajsúlyánál, legyen pl. 0,85p/cm3. 1 kg olaj térfogata 1/0,85-szor nagyobb a fent említett víz térfogatánál. Az a) esetben az edény fölfelé bővül, így az edénybe öntött olaj magassága kisebb a vízmagasság 1/0,85-szorosánál, tehát az olaj a víznél kisebb nyomást gyakorol a fenéklapra, következésképpen a fenéklap nem esik le. A b) esetben hasonló módon látható, hogy az olaj a víznél nagyobb nyomást gyakorol a fenéklapra, így a fenéklap leválik.
Ha 1 kg-nál kissé nagyobb tömegű jeget teszünk a korongra, akkor az a) elrendezésben a korong leesik (mint bármely más, 1 kg-os szilárd test esetében). A b) elrendezésben a fenéklap csak akkor esik le, amikor már annyi jég elolvadt, hogy az edényben a víz szintje megegyezik a külső vízszinttel.

 

  Sallai Ágnes (Aszód, Petőfi S. Gimn., I. o. t.)