Лабораторная работа №9. Изучение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело
Цель работы: Исследовать зависимость выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело, от плотности жидкости и объема погруженной части тела.
Приборы и материалы: Динамометр, штатив с муфтой и лапкой, нить, два тела разного объема, два тела одинакового объема разной массы, стаканы с водой и насыщенным раствором поваренной соли в воде.
Ход работы:
1. Укрепите динамометр в лапке штатива и подвесьте к нему на нити тело. Снимите показание динамометра, определив вес тела в воздухе PV1.
Подвесим на динамометр тело и измерим его вес в воздухе: PV1 = 0,7 Н.
Вернуть оригинал2. 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 P1V1.
Подставим стакан с водой и опустим муфту с лапкой и динамометром так, чтобы все тело оказалось под водой; снимем показание динамометра: вес тела в воде P1V1 = 0,5 Н.
Вернуть оригинал3. 3. По полученным данным вычислите выталкивающую силу FV1 = PV1 - P1V1, действующую на тело.
По полученным данным вычисляем выталкивающую силу FV1 = PV1 – P1V1:
Вернуть оригиналFV1 = 0,7 – 0,4 = 0,3 Н.
4. Обработка результатов измерений. Результаты измерений с учётом абсолютной погрешности запишите в таблицу 17. Абсолютная погрешность ΔP измерения веса тела равна цене деления шкалы динамометра. Абсолютная погрешность ΔF измерения выталкивающей силы равна 2ΔP.
Записываем измерения в таблицу. Абсолютная погрешность ΔP равна цене деления динамометра: ΔP = С = \(\frac{2 - 1}{10}\) = 0,1 Н
Вернуть оригиналАбсолютная погрешность измерения выталкивающей силы равна ΔF = 2ΔP:
Вернуть оригиналΔF = 2 × 0,1 = 0,2 Н
5. Определите выталкивающую силу, действующую на то же тело в насыщенном растворе поваренной соли.
Опускаем тело в насыщенный раствор соли: вес тела в насыщенном растворе соли P1V1 = 0,4 Н; выталкивающая сила тела в насыщенном растворе соли FV1 = 0,7 – 0,4 = 0,3 Н
Вернуть оригинал| Жидкость |
Вес тела в воздухе P ± ΔP, Н |
Вес тела в жидкости P1 ± ΔP, Н |
Выталкивающая сила F ± ΔF, Н |
|||
|---|---|---|---|---|---|---|
| PV1 | PV2 | P1V1 | P1V2 | FV1 | FV2 | |
| Вода | 0,7 ± 0,1 | 0,9 ± 0,1 | 0,5 ± 0,1 | 0,6 ± 0,1 | 0,2 ± 0,2 | 0,3 ± 0,2 |
| Насыщенный раствор соли в воде | 0,7 ± 0,1 | 0,9 ± 0,1 | 0,4 ± 0,1 | 0,5 ± 0,1 | 0,3 ± 0,2 | 0,4 ± 0,2 |
6. Повторите п. 2—4, погружая тело в жидкость наполовину (V2), и определите выталкивающую силу FV2, действующую на него в воде и в насыщенном растворе поваренной соли.
То же самое проделываем со вторым грузом: вес тела в воздухе PV2 = 0,9 Н; вес тела в воде P1V2 = 0,6; выталкивающая сила FV2 = 0,9 – 0,6 = 0,3 Н.
Вернуть оригиналВес тела в насыщенной раствор соли: P1V1 = 0,5 Н; выталкивающая сила FV2 = 0,9 – 0,5 = 0,4 Н.
Вернуть оригинал7. Покажите на числовой оси интервал возможных значений выталкивающей силы.
8. Проанализируйте результаты и сделайте выводы.
Вывод: проанализировав результаты, мы сделали выводы, что выталкивающая сила возрастает с увеличением объема погруженной части тела, а так же зависит от плотности жидкости: с увеличением плотности жидкости, увеличивается и выталкивающая сила.
Дополнительное задание 1
Исследуйте, зависит ли выталкивающая сила от массы и плотности тела, повторив п. 1—4 для тел одинакового объёма разной массы. Сделайте вывод.
Вернуть оригиналВыталкивающая сила не будет зависеть от массы и плотности тела.
Вернуть оригиналДополнительное задание 2
Исследуйте зависимость выталкивающей силы от объёма погружённой части тела, повторив п. 1—4 для случая частичного погружения тела в воду. Сделайте вывод.
Выталкивающая сила будет зависеть от объема погруженной части тела: выталкивающая сила возрастает с увеличением объема погруженной части тела.
Вернуть оригинал