Arkhimédész-törvénye

Egy üres és egy abba pontosan beleillő tömör hengerből álló ún. "arkhimédészi hengerpárt"
akasszuk rugós erőmérőre, és jelöljük meg az erőmérő állását, majd merítsük vízbe az alul elhelyezkedő tömör hengert! Az erőmérő kisebb erőt jelez. Töltsük fel ezután vízzel a felső üres hengert, ügyelve arra, hogy közben továbbra is csak az alsó tömör henger merüljön a vízbe! Mire a henger csordultig telik, az erőmérő ismét az eredeti értéket mutatja. Következésképpen a tömör hengerre valóban a kiszorított víz súlyával egyenlő felhajtóerő hat.
 



 


Sűrűségmérés Arkhimédész törvénye alapján

Szilárd test sűrűsége


A mérés elve

A folyadékba merülő testre felhajtóerő hat, melynek nagysága egyenlő a test által kiszorított folyadék súlyával. Ha a test súlya a levegőn GL , és ismert sűrűségű folyadékban, például vízben Gv, akkor a testre ható felhajtóerő:   és 

Ebből a test térfogata: 

Mivel a test sűrűsége:   , ebből a test térfogatára kapott kifejezést behelyettesítve:
 



Ha tehát a szilárd test ismert sűrűségű folyadékba, például vízbe merítjük, levegőn és vízben mért súlyának a mérésével sűrűségét kiszámíthatjuk.

Eszközök:

A mérés leírása:


Feladat



Folyadék sűrűsége

A mérés elve

Az előbbi módszerrel meghatározott sűrűségű szilárd testet ismeretlen sűrűségű folyadékba merítjük, és megmérjük a test súlyát ebben a folyadékban.

A folyadék sűrűsége számítható: 

Eszközök:

A mérés leírása
Cartesius-búvár


a)   Egyszerű "Cartesius-búvárt" készíthetünk egy rövidre tört szálon hagyott gyufafejből is. Dobjuk a gyufaszálat egy vízzel színültig töltött szűk nyakú üvegbe, pl. borosüvegbe, majd hüvelykujjunkat az üveg szájára szorítva vagy parafadugóval gyakoroljunk erőteljes nyomást a vízre! A gyufaszál elmerül, mert a fej porózus anyagában megkötött légbuborékok térfogata a nyomás hatására csökken, így a gyufa átlagsűrűsége nő.



b)   Könnyen készíthetünk Cartesius-búvárt, ha van egy kémcsövünk és egy 1,5-2 literes puha falú ásványvizes palackunk.
Töltsünk vízzel színültig a palackot! Öntsünk a kémcsőbe kétharmad részénél kissé feljebb vizet, majd a kémcső száját befogva fordítsuk meg azt, és merítsük a palack vizébe! Csavarjuk rá a kupakot a palackra! A hengeres oldalra kifejtett nyomás segítségével változtathatjuk a "búvár" helyzetét.