물에 의한 부력의 크기 재기
 
 

준비물

  • 같은 질량이면서 부피가 다른 물체 2개 (물에 가라앉는 물체로)
  • 고무줄 저울
  • 수조
  • 물
 

실험과 관찰

    1. 공기 중에서 두 물체를 고무줄 저울에 매달았을 때 고무줄이 늘어나는 정도가 같음을 확인한다.
     

    2. 수조에 물을 담고 두 물체를 각각 고무줄 저울에 달은 상태로 물에 담근다. 고무줄 저울의 고무줄이 올라가는 정도를 비교한다.
     

  
 
 

 
 

왜 그럴까요?
 

    질량은 같고 부피가 다른 물체를 공기 즁에서 고무줄 저울로 달아 보면 당연히 고무줄이 늘어나는 정도가 같습니다. 질량이 같은 두 물체를 아래로 잡아당기는 중력의 크기(무게)가 같으니까요.

 

 

    이 물체를 물에 담그면 물체를 위로 올려주는 물의 부력 때문에 고무줄 저울의 눈금이 올라가지요.

 

 

 

    물에 의한 부력이 클수록 눈금이 올라가는 정도가 커지지요. 이 실험에서는 질량은 같아 무게는 같지만 부피가 다른 두 물체를 물에 넣어 두 물체에 작용하는 부력을 비교해 보았습니다. 어느 경우 저울의 눈금이 올라가는 정도가 컸나요? 부피가 큰 물체의 경우였지요.

 

 

    그러니까 물에 의한 부력은 물체의 질량과는 상관이 없습니다. 물에 의한 부력은 물체의 물에 잠긴 부피와 상관이 있지요. 물에 잠긴 부피가 클수록 큽니다.
    실제로 힘의 크기를 잴 수 잇는 저울로 물체의 부피와 물에 의한 부력의 크기의 관계를 알아볼까요?

 

    [준비물 : 수조, 비이커 2개, 부피를 알 수 있는 물체, 물]

    [실험과 관찰 :

      1. 수조에 물이 가득찬 비이커를 물이 흐르지 않도록 조심스럽게 넣는다.
      2. 물체를 비이커의 물 속에 넣는다.
      3. 수조 속에서 비이커를 꺼내고 비이커 밖으로 흘러나온 수조 속의 물을 다른 비이커에 모두 넣어 물의 양을 알아본다.
      4. 비이커 밖으로 밀려난 물의 무게를 잰다.]

 

 

 

    물체를 물이 가득찬 그릇에 담구어 봅시다. 그러면 물체의 부피 만큼의 물이 밀려나 밖으로 떨어지지요. 이것을 모읍니다. 밀려난 물의 무게가 바로 부력의 크기라고 합니다.

 

      부력의 크기 = 물에 잠긴 물체의 부피에 해당하는 물의 무게

 

 

      저울 눈금의 차이
      = 부력
      = 밀려난 물의 무게
      = 물에 잠긴 물체의 부피에 해당하는 물의 무게

 

 

 

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