Global EE

Механика — Задание 17 ОГЭ по физике №00040591

Задание №17. Лабораторная Работа

Механика

№2. Задание 17

ID: 00040591

Используя динамометр № 1, стакан с водой, цилиндр № 3, 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. Цепляем цилиндр № 3 к крючку динамометра № 1. Пока цилиндр висит в воздухе, записываем показание $P_1$. Затем, не отцепляя цилиндр, опускаем его в стакан с водой так, чтобы он скрылся под водой полностью и при этом не упирался в дно и стенки стакана. Записываем новое показание $P_2$.

Почему прибор показывает меньше. Жидкость давит на тело со всех сторон, но снизу давление больше, чем сверху (снизу столб воды выше). Из-за этой разницы возникает сила, направленная вверх, — выталкивающая (архимедова) сила. Она частично «держит» цилиндр вместо пружины динамометра, поэтому прибор показывает меньше. Насколько уменьшилось показание — ровно такова и выталкивающая сила.

Формула. $F_A = P_1 - P_2$.

Измерения. Оба показания снимаем одним и тем же динамометром № 1 и записываем с его погрешностью $\pm 0{,}02$ Н. Обязательное условие: цилиндр под водой целиком — если часть торчит наружу, вытесняется меньше воды и сила окажется меньше.

Расчёт. Вычитаем: пусть в воздухе $0{,}80$ Н, а в воде $0{,}50$ Н. Тогда $F_A = 0{,}80 - 0{,}50 = 0{,}30$ Н. Сила измеряется в ньютонах (Н).

Ответ

Расчётная формула: $F_A = P_1 - P_2$, где $P_1$ — показание динамометра № 1 с цилиндром № 3 в воздухе, $P_2$ — показание, когда цилиндр полностью погружён в воду. Прямые измерения: $P_1 = (P_1 \pm 0{,}02)$ Н, $P_2 = (P_2 \pm 0{,}02)$ Н. Например, при $P_1 = (0{,}80 \pm 0{,}02)$ Н и $P_2 = (0{,}50 \pm 0{,}02)$ Н выталкивающая сила $F_A = 0{,}80 - 0{,}50 = 0{,}30$ Н.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Механика» (8)