Измерение силы Архимеда
На рисунке представлена схема экспериментальной установки для измерения силы Архимеда. Давайте разберем, что тут к чему:
- Fупр1 — сила упругости пружины динамометра, когда тело не погружено в жидкость.
- Fупр2 — сила упругости пружины динамометра, когда тело частично или полностью погружено в жидкость.
- Fтяж — сила тяжести, действующая на тело.
- Fвыт — выталкивающая сила (сила Архимеда), действующая на тело со стороны жидкости.
- m — масса тела.
Формулы, представленные на рисунке, описывают соотношения между этими силами:
- \( F_{упр1} = mg \) — сила упругости равна силе тяжести, действующей на тело.
- \( F_{упр2} = mg - F_{выт} \) — сила упругости при погружении равна разности силы тяжести и выталкивающей силы.
- \( F_{выт} = F_{упр1} - F_{упр2} \) — выталкивающая сила равна разности сил упругости до и после погружения.
Значения сил упругости:
- \( F_{упр1} = (0,7 \pm 0,02) \) H
- \( F_{упр2} = (0,46 \pm 0,02) \) H
Расчетное значение выталкивающей силы:
- \( F_{выт} \approx 0,24 \) H
Требования к измерениям:
- Значения прямых измерений считаются верными, если \( F_{упр1} = (0,7 \pm 0,02) \) H и \( F_{упр2} = (0,46 \pm 0,02) \) H.
- Обязательно должно выполняться условие \( F_{упр2} < F_{упр1} \), что логично, ведь вес тела в воде должен быть меньше, чем вес этого же тела в воздухе.