Global EE

Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00040114

Задание №17. Лабораторная Работа

Механика

№2. Задание 17

ID: 00040114

Используя динамометр № 1, стакан с водой, цилиндр № 4, соберите экспериментальную установку для определения выталкивающей силы (силы Архимеда), действующей на цилиндр, полностью погружённый в воду. Абсолютная погрешность измерения силы равна ± 0,02 Н. В бланке ответов № 2: 1) сделайте рисунок экспериментальной установки, указав способ измерения выталкивающей силы; 2) запишите формулу для расчёта выталкивающей силы; 3) укажите результаты прямых измерений силы с учётом абсолютной погрешности измерений; 4) запишите значение выталкивающей силы.

Источник: ФИПИ

Решение

Собираем установку. Подвешиваем цилиндр № 4 к крючку динамометра № 1 и, пока он висит в воздухе, записываем показание $P_1$. Затем, не снимая цилиндр с динамометра, аккуратно опускаем его в стакан с водой так, чтобы он целиком ушёл под воду, но не касался ни дна, ни стенок стакана. Записываем новое показание $P_2$.

Почему динамометр «худеет». На тело, погружённое в жидкость, снизу давление больше, чем сверху, и из-за этой разницы жидкость выталкивает тело вверх. Эту силу называют выталкивающей (архимедовой). Она тянет цилиндр вверх и тем самым разгружает пружину динамометра — прибор показывает меньше. Насколько меньше, ровно на столько и выталкивает вода.

Формула. $F_A = P_1 - P_2$ — разность показаний динамометра в воздухе и в воде.

Измерения. Оба показания снимаем с одного и того же динамометра № 1 и записываем с его погрешностью: $P_1 = (P_1 \pm 0{,}02)$ Н, $P_2 = (P_2 \pm 0{,}02)$ Н. Важно: цилиндр должен быть погружён полностью — если часть торчит наружу, выталкивающая сила окажется меньше и результат будет неверным.

Расчёт. Вычитаем: пусть в воздухе динамометр показал $1{,}00$ Н, а в воде $0{,}60$ Н. Тогда $F_A = 1{,}00 - 0{,}60 = 0{,}40$ Н. Сила измеряется в ньютонах (Н).

Ответ

Расчётная формула: $F_A = P_1 - P_2$, где $P_1$ — показание динамометра № 1, когда цилиндр № 4 висит в воздухе, а $P_2$ — показание, когда тот же цилиндр полностью погружён в воду. Прямые измерения: $P_1 = (P_1 \pm 0{,}02)$ Н и $P_2 = (P_2 \pm 0{,}02)$ Н. Например, при $P_1 = (1{,}00 \pm 0{,}02)$ Н и $P_2 = (0{,}60 \pm 0{,}02)$ Н выталкивающая сила $F_A = 1{,}00 - 0{,}60 = 0{,}40$ Н.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механика» (8)