Podczas zapuszczania przewodu wiertniczego do otworu wypełnionego płuczką ciężarowskaz nie pokazuje "pełnego" ciężaru przewodu w powietrzu. Część obciążenia jest redukowana przez siłę wyporu, która działa ku górze na ciało zanurzone w cieczy.
Dlatego oblicza się ciężar pozorny:
Wpoz = W − Fwyp
gdzie:
- W – ciężar przewodu (z danych w ramce),
- Fwyp – siła wyporu płuczki działająca na zanurzoną objętość przewodu.
Siłę wyporu wyznacza prawo Archimedesa:
Fwyp = ρpłuczki · g · V
- ρpłuczki – gęstość płuczki (ważne, by użyć spójnych jednostek, zwykle kg/m³),
- g – przyspieszenie ziemskie (najczęściej 9,81 m/s², jeśli nie podano inaczej),
- V – objętość wypartej cieczy przez część przewodu znajdującą się w płuczce (zależna od geometrii i długości zanurzenia z ramki).
Dlaczego poprawna jest odpowiedź 129 114,00 N? To wartość, która odpowiada ciężarowi w powietrzu pomniejszonemu o wypór wynikający z gęstości płuczki i objętości wypartej cieczy. Ponieważ wypór zawsze działa przeciwnie do ciężaru, wynik musi być mniejszy niż ciężar w powietrzu dla tego samego przewodu.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 131 694,00 N – typowy wynik przy zaniżeniu wyporu (np. błąd w objętości V albo w konwersji gęstości).
- 170 850,00 N – wskazuje na nieuwzględnienie wyporu lub użycie niewłaściwych danych (np. potraktowanie wartości masy jak siły albo pomylenie parametrów z ramki).
- 174 216,00 N – również odpowiada sytuacji, gdy wypór praktycznie "znika" w obliczeniach (np. przez błąd jednostek gęstości lub pominięcie g).
Wskazówka egzaminacyjna: po obliczeniu sprawdź sens fizyczny: w cieczy ciężar pozorny powinien być mniejszy od ciężaru w powietrzu, a rząd wielkości wyporu powinien wynikać z gęstości płuczki i objętości zanurzonego elementu.
