Лабораторная работа №10. Выяснение плавания тела в жидкости
Цель работы: Исследовать явление плавания тел в жидкости.
Приборы и материалы: Весы рычажные с разновесами, измерительный цилиндр, пробирка (аптечный пузырек) с пробкой, проволочный крючок, сухой песок, фильтровальная бумага или сухая тряпка.
Ход работы:
1. Регулируя с помощью песка степень погружения пробирки в воду (рис. 199), добейтесь частичного погружения пробирки, полного погружения, опускания пробирки на дно сосуда.
Погружаем пробирку с песком в воду, чтобы она частично погрузилась:
Вернуть оригиналобъем вытесненной воды V = 14 мл = 14 см3 = 0,000014 м3
Вернуть оригиналвыталкивающая сила FА = ρжVп.ч.g = 1000 кг/м3 × 9,8 Н/кг × 0,000014 м3 = 0,14
Вернуть оригиналмасса равна сумме масс разновесов 10 г, 1г, 1 г, 1г: m = 10+1+1+1 = 13 г = 0,013 кг
Вернуть оригиналсила тяжести пробирки с песком: Fтяж = mg = 0,013 × 9,8 = 0,13 Н
Вернуть оригиналАбсолютная погрешность объема равна цене деления измерительного цилиндра: ΔV = С = 2 мл = 2 см3 = 0,000002 м3.
Вернуть оригиналАбсолютная погрешность массы пробирки с песком равна массе наименьшего разновеса на чаше весов: Δm = 1 г = 0,001 кг.
Вернуть оригинал2. Для каждого случая определите массу пробирки с песком и силу тяжести Fтяж = mg.
Добавляем песок в пробирку, чтобы пробирка полностью погрузилась в воду (плавает):
Вернуть оригиналобъем вытесненной воды V = 20 мл = 20 см3 = 0,00002 м3
Вернуть оригиналвыталкивающая сила FА = ρжVп.ч.g = 1000 кг/м3 × 9,8 Н/кг × 0,00002 м3 = 0,2 Н
Вернуть оригиналмасса равна сумме масс разновесов 20 г, 1г, 1 г,: m = 20+1+1= 22 г = 0,022 кг
Вернуть оригиналсила тяжести пробирки с песком: Fтяж = mg = 0,022× 9,8 = 0,22 Н
Вернуть оригиналАбсолютная погрешность объема равна цене деления измерительного цилиндра: ΔV = С = 2 мл = 2 см3 = 0,000002 м3.
Вернуть оригиналАбсолютная погрешность массы пробирки с песком равна массе наименьшего разновеса на чаше весов: Δm = 1 г.
Вернуть оригинал3. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы прибора, и вычислений записывайте в таблицу 18. Отметьте, когда пробирка плавает и когда тонет или всплывает.
4. Для каждого случая определите объём вытесненной воды и рассчитайте выталкивающую силу FА = pжVg.
Добавляем еще песок в пробирку, чтобы она опустилась на дно:
Вернуть оригиналобъем вытесненной воды V = 20 мл = 20 см3 = 0,00002 м3
Вернуть оригиналвыталкивающая сила FА = ρжVп.ч.g = 1000 кг/м3 × 9,8 Н/кг × 0,00002 м3 = 0,2 Н
Вернуть оригиналмасса равна сумме масс разновесов 20 г, 5г, 1 г, 1 г, 1г: m = 20+5+1+1+1 = 28 г = 0,028 кг
Вернуть оригиналсила тяжести пробирки с песком: Fтяж = mg = 0,028 × 9,8 = 0,28 Н
Вернуть оригиналАбсолютная погрешность объема равна цене деления измерительного цилиндра: ΔV = С = 2 мл = 2 см3 = 0,000002 м3.
Вернуть оригиналАбсолютная погрешность массы пробирки с песком равна массе наименьшего разновеса на чаше весов: Δm = 1 г.
Вернуть оригинал| № опыта |
Масса пробирки с песком m ± Δm, кг |
Сила тяжести пробирки с песком Fтяж, Н |
Объем вытесненной воды V ± ΔV, м3 |
Выталкивающая сила, действующая на пробирку Вернуть оригиналFА, Н |
Поведение пробирки в воде |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0,013 ± 0,001 | 0,13 | 0,000014 ± 0,000002 | 0,14 | Частично погрузилась |
| 2 | 0,022 ± 0,001 | 0,22 | 0,000020 ± 0,000002 | 0,2 | Полностью погрузилась |
| 3 | 0,028 ± 0,001 | 0,28 | 0,000020 ± 0,000002 | 0,2 | Опустилась на дно |
5. Сделайте вывод об условии плавания тела в жидкости.
Вывод: на основе полученных результатов можно сделать выводы, что тело всплывает, если сила тяжести меньше архимедовой силы; тело плавает, если сила тяжести равна архимедовой силе; тело тонет, если сила тяжести больше архимедовой силы.