Лабораторные работы — Лабораторные работы — № 9 — стр. 217

Для выполнения лабораторной работы по исследованию выталкивающей силы, действующей на погружённое в жидкость тело, следуйте пошаговому руководству:

1. Определение веса тела в воздухе

- Укрепите динамометр в лапке штатива и подвесьте к нему тело с помощью нити.

- Запишите показания динамометра, определив вес тела в воздухе (P₁в), который будет использоваться для вычисления выталкивающей силы.

2. Определение веса тела в воде

- Поместите стакан с водой под динамометр.

- Опустите тело так, чтобы оно оказалось полностью погружённым в воду.

- Снимите показания динамометра и определите вес тела в воде (P₂в).

3. Вычисление выталкивающей силы

- Используя данные, вычислите выталкивающую силу (F₁в), действующую на тело в воде, по формуле:

\( F_{выталкивающая} = P_в1 - P_в2\)

где \(P_в1\) — вес тела в воздухе, а \(P_в2\) — вес тела в воде.

4. Обработка результатов

- Запишите результаты измерений в таблицу с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы динамометра.

- Абсолютная погрешность измерения веса тела — это цена деления шкалы динамометра (например, ±0.1 Н).

- Абсолютная погрешность выталкивающей силы будет равна \(2 \times AР\), где \(AР\) — погрешность измерений веса.

5. Определение выталкивающей силы в насыщенном растворе соли

- Повторите эксперимент с тем же телом, но погружая его в насыщенный раствор поваренной соли.

- Запишите показания динамометра и вычислите выталкивающую силу (F₁соль), действующую на тело в растворе соли.

6. Частичное погружение тела

- Опустите тело в жидкость (воду или насыщенный раствор соли) наполовину, чтобы наблюдать зависимость выталкивающей силы от объёма погружённой части тела.

- Повторите измерения для частичного погружения тела (V₂) и вычислите выталкивающую силу (F₂в и F₂соль) в обоих случаях.

7. Отображение результатов на числовой оси

- Построение числовой оси поможет наглядно представить интервал возможных значений выталкивающей силы в зависимости от различных факторов, таких как плотность жидкости, объём тела и степень погружения.

8. Анализ и выводы

- Зависимость от плотности жидкости: Вы заметите, что выталкивающая сила будет зависеть от плотности жидкости, в которой погружено тело. В насыщенном растворе соли выталкивающая сила будет больше, чем в обычной воде, так как плотность раствора выше.

- Зависимость от объёма погружённой части тела: Выталкивающая сила пропорциональна объёму погружённой части тела. Если тело погружено наполовину, выталкивающая сила будет в два раза меньше, чем при полном погружении.

- Зависимость от массы тела: Масса тела влияет на вес тела в воздухе, но выталкивающая сила зависит только от объёма погружённой части тела и плотности жидкости. Тела одинакового объёма, но разной массы, будут иметь одинаковую выталкивающую силу, так как их объём не изменяется.

Дополнительные задания

Задание 1: Зависимость выталкивающей силы от массы тела

- Для тел одинакового объёма, но разной массы повторите шаги 1-4.

- Сделайте вывод, что выталкивающая сила зависит только от объёма тела и плотности жидкости, а масса тела не влияет на величину выталкивающей силы.

Задание 2: Зависимость выталкивающей силы от объёма погружённой части тела

- Повторите шаги 1-4 для случая частичного погружения тела (например, 50% от объёма тела).

- Сделайте вывод, что выталкивающая сила пропорциональна объёму погружённой части тела, и это соотношение справедливо для различных жидкостей.

Заключение

По результатам работы можно сделать выводы о том, как плотность жидкости, объём тела и степень его погружения влияют на величину выталкивающей силы.