ЗАДАНИЕ 33 Измерьте выталкивающую силу, действующую на банку с водой, когда она погружена в воду наполовину; целиком. Выясните зависимость выталкивающей силы от глубины погружения тела в жидкость.

Задание 33

Краткое пояснение: Выталкивающая сила растёт с увеличением объёма погружённой части тела. Однако, когда тело полностью погружено, дальнейшее увеличение глубины не влияет на выталкивающую силу.

Экспериментальное исследование (примерное):

Для проведения этого эксперимента вам понадобятся:

• Банка (предпочтительно цилиндрической формы).
• Динамометр (пружинный весоизмерительный прибор).
• Вода.
• Линейка или рулетка для измерения глубины погружения.

Процедура измерения:

1. Измерение веса банки в воздухе: Полностью подвесьте банку на динамометр и запишите показание (вес \( P_{воздух} \)).
2. Измерение выталкивающей силы при частичном погружении:
   • Погрузите банку в воду наполовину (так, чтобы уровень воды доходил до середины банки).
   • Снова подвесьте банку на динамометр, но теперь так, чтобы она была погружена в воду. Запишите показание динамометра (кажущийся вес \( P_{кажущийся \ наполовину} \)).
   • Вычислите выталкивающую силу: \( F_{A1} = P_{воздух} - P_{кажущийся \ наполовину} \).
3. Измерение выталкивающей силы при полном погружении:
   • Полностью погрузите банку в воду.
   • Запишите показание динамометра (кажущийся вес \( P_{кажущийся \ целиком} \)).
   • Вычислите выталкивающую силу: \( F_{A2} = P_{воздух} - P_{кажущийся \ целиком} \).

Анализ результатов:

Сравните значения \( F_{A1} \) и \( F_{A2} \).

• Зависимость выталкивающей силы от глубины погружения:
• Когда банку погрузили наполовину, выталкивающая сила \( F_{A1} \) была меньше, чем когда она была погружена целиком (\( F_{A2} \)).
• Это происходит потому, что при половинном погружении объём погружённой части банки меньше, чем при полном.
• После того как банка была полностью погружена, дальнейшее увеличение глубины погружения (если бы это было возможно, например, для более глубокой ёмкости) не изменило бы выталкивающую силу, так как объём погружённой части остался прежним.

Вывод: Выталкивающая сила прямо пропорциональна объёму погружённой части тела. Пока тело погружается, выталкивающая сила растёт. Как только тело полностью погружено, выталкивающая сила остаётся постоянной, независимо от дальнейшего увеличения глубины.