Изучение выталкивающей силы, действующей на погружённое в жидкость тело. Цель работы: исследовать зависимость выталкивающей силы, действующей на погружённое в жидкость тело, от плотности жидкости и объёма погружённой части тела. Приборы и материалы: динамометр, штатив с муфтой и лапкой, нить, два тела одинакового объёма разной массы, стаканы с водой и насыщенным раствором поваренной соли в воде. Указания к работе: 1. Укрепите динамометр в лапке штатива и подвесьте к нему на нити тело. Снимите показание динамометра, определив вес тела в воздухе . 2. Подставьте стакан с водой и опустите муфту с лапкой и динамометром так, чтобы всё тело оказалось под водой. Снимите показание динамометра, определив вес тела в воде . 3. По полученным данным вычислите выталкивающую силу , действующую на тело. 4. Обработка результатов измерений. Результаты измерений с учётом абсолютной погрешности запишите в таблицу 17. Абсолютная погрешность измерения веса тела равна цене деления шкалы динамометра. Абсолютная погрешность измерения выталкивающей силы равна . 5. Определите выталкивающую силу, действующую на то же тело в насыщенном растворе поваренной соли. 6. Повторите п. 2—4, погружая тело в жидкость наполовину (), и определите выталкивающую силу , действующую на него в воде и в насыщенном растворе поваренной соли. 7. Покажите на числовой оси интервал возможных значений выталкивающей силы. 8. Проанализируйте результаты и сделайте выводы.
Дано (пример измерений): цена деления динамометра
Решение. Подвешиваем тело и сначала измеряем вес в воздухе. Затем опускаем его в воду так, чтобы оно не касалось дна и стенок. Жидкость действует на тело вверх, поэтому показание динамометра уменьшается. По правилу измерения выталкивающей силы из работы
Пример измерений:
| Жидкость | Вес в воздухе, Н | Вес при полном погружении, Н | Выталкивающая сила при полном погружении, Н | Вес при погружении наполовину, Н | Выталкивающая сила при погружении наполовину, Н |
|---|---|---|---|---|---|
| Вода | |||||
| Насыщенный раствор соли |
Для воды при полном погружении
Для солёного раствора соответственно
Поскольку каждая сила получается как разность двух показаний,
По примерам при полном погружении сила в более плотном растворе больше, чем в воде. При погружении половины того же тела она примерно вдвое меньше. Это согласуется с законом Архимеда: выталкивающая сила равна весу вытесненной жидкости и растёт с её плотностью и объёмом погружённой части.
В примере при полном погружении
