Как найти архимедову силу с помощью динамометра

Данное экспериментальное задание 17 проверяет умение проводить косвенные измерения силы Архимеда.

Текст работы.

Используя динамометр, стакан с простой водой, цилиндр № 2, соберите экспериментальную установку для определения выталкивающей силы (силы Архимеда), действующей на цилиндр. Абсолютную погрешность измерения силы с помощью динамометра принять равной ±0,1 Н.

В бланке ответов № 2;

1) сделайте рисунок или описание экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта выталкивающей силы;

3) укажите результаты измерений веса цилиндра в воздухе и веса цилиндра в воде с учётом абсолютной погрешности измерения;

4) запишите численное значение выталкивающей силы.

Выполнение работы.

Для выполнения данного задания используется комплект № 1:

Из него Вам понадобятся: динамометр (предел измерения 5 Н (С = 0,1 Н)), стакан, цилиндр № 2. В стакан необходимо набрать воды.

1. Выполняем рисунок экспериментальной установки.

 2. Записываем формулу для расчета силы Архимеда (она равна разности веса цилиндра в воздухе и его веса в жидкости):

P₁=mg     P₂=mg-F_выт     F_выт=P₁-P₂

3. Измеряем вес цилиндра в воздухе с помощью динамометра. Для этого подвешиваем его к крючку динамометра и снимаем показания с динамометра.

Затем измеряем вес цилиндра в воде. Для этого аккуратно опускаем подвешенный на динамометре цилиндр в стакан с водой так, чтобы цилиндр погрузился в воду полностью, но не касался дна. 

Записываем результаты измерений веса цилиндра в воздухе P₁ и веса цилиндра в воде P₂ с учётом абсолютной погрешности измерения.

P₁=(0,7 ± 0,1) Н

P₂=(0,5 ± 0,1) Н

4. Определяем выталкивающую силу (силу Архимеда) по формуле:

F_выт=0,7 Н-0,5 Н = 0,2 Н

Записываем числовое выталкивающей силы (силы Архимеда):

F_выт=0,2 Н

Пример решения.

Видео с канала “Физика-23”: Лабораторная работа «Измерение архимедовой силы»

Как звучит закон Архимеда?

Выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость тело, равна весу вытесненной им жидкости. Если твердое тело погрузить в жидкость, оно вытеснит объем жидкости, равный объему погруженной в жидкость части тела. …

Где действует закон Архимеда?

На поверхности твердого тела, погруженного в жидкость (газ), действуют силы давления. Эти силы увеличиваются с глубиной погружения, и на нижнюю часть тела будет действовать со стороны жидкости большая сила, чем на верхнюю.

Чему равна масса вытесненной воды?

F A = ρ жидкости ⋅ g ⋅ V тела . Почему? P = mg , где m — масса жидкости, m = ρ ж ⋅ V , поэтому вес вытесненной жидкости равен P = ρ ж ⋅ V ⋅ g , архимедова сила равна этому весу.

Что такое сила Архимеда формула?

Решение. На тело в воде будет действовать сила Архимеда (она же сила выталкивания), равная: FA=ρgV (1.1), где ρ=1000 кгм3− плотность пресной воды при нормальных условиях; V=10 см3=10−5м3; g=9,8 мс2 — ускорение свободного падения.

Как вычислить выталкивающую силу действующую на тело?

Fвыталкивающая=p2S -p1S=Sgρ(h2 — h1)= gρV, где ρ — плотность жидкости или газа, V — объем погруженной части тела. На тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа), вытесненной телом.

Как можно определить на опыте выталкивающую силу с помощью пружинного динамометра?

Сначала вывеси пробное тело на пружинном динамометре на воздухе, и так узнаешь вес тела. Потом вывеси это же тело, но когда оно погружено в воду. И так узнаешь разницу между весом и выталкивающей силой. Вычти из первого показания динамометра второе, и так узнаешь саму выталкивающую силу в чистом виде.

Где лучше удерживать тело в воздухе или в воде?

На тело и в воздухе, и воде действует выталкивающая сила Архимеда, так что удерживать тело в обоих случаях легче, чем в вакууме. Но так как плотность воды, больше плотности воздуха, то архимедова сила в воде гораздо больше, чем в воздухе. Соответственно, удерживать тело в воде легче, чем в воздухе.

Как можно обнаружить на опыте Выталкивающее действие жидкости?

1. Вес тела в воздухе больше веса этого тела в жидкости. Эта разность и есть выталкивающая сила.
2. Если тело плавает, то она равна весу тела. Если целиком погружено и не касается дна, то весу вытесненной жидкости. (
3. Взвесить тело в воздухе. Взвесить тело погрузив в жидкость.

Чему равна выталкивающая сила на тело погруженное в жидкость?

Сила, выталкивающая целиком погруженное в жидкость или газ тело, равна весу жидкости или газа в объеме этого тела.

Чему равна выталкивающая сила?

Закон Архимеда: Выталкивающая сила равна силе тяжести жидкости (или газа) вытесненной телом.

Чего зависит выталкивающая сила?

Объяснение: По закону Архимеда, выталкивающая сила, действующая на любое тело, погруженное в жидкость или газ, зависит от плотности жидкости, ускорения свободного падения и объема погруженного тела. При добавлении соли в воду, увеличивается плотность жидкости (воды), сила Архимеда также увеличивается, и яйцо всплывает.

Как выталкивающая сила зависит от плотности жидкости?

Она зависит от плотности жидкости так: чем плотнее среда жидкости ,тем больше выталкивающая сила ,и наоборот ,чем меньше , следовательно- тем меньше сила Архимеда.

Чего зависит архимедова сила?

Сила Архимеда зависит от объема тела. Вывод из опыта № 3: сила, выталкивающая тело из жидкости, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу, т. Архимедова сила зависит от объема этого тела. Чем больше объем, тем больше сила Архимеда FA.

Чем больше плотность жидкости тем больше выталкивающая сила?

Чем больше плотность жидкости, в которую погружено тело, тем больше выталкивающая сила, действующая на тело со стороны данной жидкости.

Чем больше плотность тела тем меньше выталкивающая сила?

Формула силы Архимеда На любой объект, погружённый в воду, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости. Таким образом, вес объекта, погружённого в воду, будет отличаться от его веса в воздухе в меньшую сторону. Разница будет равна весу вытесненной воды. Чем больше плотность среды — тем меньше вес.

Чем больше плотность жидкости тем больше давление?

Чем больше плотность жидкости, тем большее она оказывает давление. Чем толще слой жидкости, тем большее она оказывает давление.

Как найти плотность жидкости через силу Архимеда?

Чтобы найти архимедову (выталкивающую) силу, действующую на тело в жидкости, надо плотность жидкости умножить на ускорение свободного падения (g=9,8 Н/кг) и на объём погружённой в жидкость части тела: F А = ρ ж ⋅ g ⋅ V части тела .

Как найти объем с помощью силы Архимеда?

ρg2=mg−P2gV(2.5). Нам следует найти объем тела, мы его выразим из (2.3), получим: V=mg−P1gρg1(2.6).

Что происходит с весом тела погруженного в жидкость?

Теория: На тело, погружённое в жидкость (или газ), действуют две силы, направленные в противоположные стороны. Сила тяжести направлена вниз, а архимедова сила — вверх, поэтому вес тела в жидкости P 1 будет меньше веса тела в воздухе P = mg на архимедову силу F А = m ж ⋅ g .

Какая сила возникает при погружении тела в жидкость куда направлена эта сила?

1)Зако́н Архиме́да — один из законов статики жидкостей (гидростатики) и газов (аэростатики): на тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая или подъёмная сила, равная весу объёма жидкости или газа, вытесненного частью тела, погружённой в жидкость или газ. 2)Эта сила выталкивает тело из воды (газа).

Какая сила возникает при погружении тела в жидкость или газ?

Силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называют архимедовой силой в честь древнегреческого ученого Архимеда. Возникает при погружении тела в жидкость и выталкивает тело из жидкости. Экспериментальный расчет силы Архимеда: Определить вес тела в воздухе

Куда направлена это сила?

Сила направлена противоположно силе, с которой предмет давит на стол. То есть вверх. Эта сила называется реакцией опоры. Название силы «говорит» реагирует опора.

Как найти объем тела опущенного в воду?

Согласно закону Архимеда, объем тела, погруженного в воду равен объему вытесненной им воды. Чтобы определить таким образом объем цилиндра, нужно взять мерный стакан с водой со шкалой объема. Определить по шкале первоначальный объем воды — V1. Затем погружаем цилиндр в воду и отмечаем объем воды после погружения — V2.

ЛАБОРАТОРНАЯ
РАБОТА.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ СИЛЫ.

Цели:  обнаружить на опыте выталкивающее действие
жидкости на погруженное в нее тело и определить выталкивающую силу.

Приборы и
материалы: динамометр, штатив
с муфтой и лапкой, два тела разного объема, стаканы с водой и насыщенным
раствором соли в воде.

Указание
к работе:

1. Согласно
закону Архимеда на погруженное в жидкость тело действует выталкивающая сила F_A, равная весу mg вытесненной жидкости:

                                        F_A =  mg.                        (1)

Для
сравнения архимедовой силы с весом тела нужно измерить вес тела P с
помощью динамометра и вычислить архимедову силу F_A. архимедова
сила F_A определяется по  формуле:

          F_A = mg =rVg                (2),

где r – плотность воды (r = 1000 кг/м³),
V – объем вытесненной  телом  воды, g – ускорение   свободного   падения (g = 9,81
м/с²).

Объем V
вытесненной воды можно измерить с помощью измерительного цилиндра как разность
уровня воды при погружении в него исследуемого тела и без тела.

Архимедову
силу FA, действующего на тело, тонущее в воде, можно найти, 
измерив с помощью динамометра вес тела P в воздухе и силу P₁, удерживающую тело в равновесии при
погружении его в воду:

          P = F_A + P₁, F_A = P –
P₁.

2. Измерьте
вес Р первого тела с помощью динамометра.

3. Измерьте
силу P₁,
действующую на крючок динамометра при полном погружении тела в воду. Для этого
укрепите динамометр на штативе и подвесьте к нему груз. Поставьте стакан с
водой и опускайте муфту с лапкой и динамометром, пока все тело не окажется под
водой. Это будет вес тела в воде.

4. Вычислите
выталкивающую силу, действующую на тело.

5. Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли
и вычислите выталкивающую силу.

6. Подвесьте
к динамометру другое тело и проделайте п.2 – п.5

7. Результаты
измерений и вычислений запишите в отчетную таблицу.

На основе
выполненных опытов сделайте выводы.

Контрольные
вопросы.

1. В какой
воде и почему легче плавать: в морской или речной?

2. Подвешенный на нити стальной брусок погружен в
воду. Назовите взаимодействующие тела и силы, действующие на брусок. Изобразите
эти силы графически.

3. Объем
куска железа 0,1 м³. Какая выталкивающая сила будет на него
действовать при полном погружении в керосин?

Цель работы:
Обнаружить на опыте выталкивающее действие жидкости на погружённое в неё тело и определить выталкивающую силу.
Приборы и материалы:
Динамометр, штатив с муфтой и лапкой, два тела разного объёма, стаканы с водой и насыщенным раствором соли в воде.
Указания к работе:
1. Повторите по учебнику § 51 “Архимедова сила”.
2. Укрепите динамометр на штативе и подвесьте к нему на нити тело. Отметьте и запишите в таблице показание динамометра. Это будет вес тела в воздухе.
3. Подставьте стакан с водой и опускайте муфту с лапкой и динамометром, пока всё тело не окажется под водой. Отметьте и запишите в таблицу показание динамометра. Это будет вес тела в воде.
4. По полученным данным вычислите выталкивающую силу, действующую на тело.
5. Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли и снова определите выталкивающую силу, действующую на то же тело.
6. Подвесьте к динамометру тело другого объёма и определите указанным способом (см. пункты 2 и 3) выталкивающую силу, действующую на него в воде.
7. Результаты запишите в таблицу 12.
На основе выполненных опытов сделайте выводы.
От каких величин зависит значение выталкивающей силы?