Лабораторная работа №8 ГДЗ 7 класс (Физика)
Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело
• Цель работы
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 объёма, стаканы с водой и насыщенным раствором соли в воде.
• Указания к работе
Для начала вспомним, что сила Архимеда – выталкивающая сила, которая действует на всякое тело в жидкости, она направлена в противоположную сторону относительно силы тяжести. Сила Архимеда зависит от объема тела и плотности жидкости, в которую оно погружено.
Формула силы Архимеда:
FА = ?ж g Vт.
?ж – плотность жидкости (кг/м3),
Vт – объем тела (м3),
g – ускорение свободного падения (?10 м/c2)
Из формулы видно, что сила Архимеда не зависит от вещества тела, погруженного в жидкость.
1) Укрепим динамометр на штативе и подвесим к нему на нити тело (алюминиевое тело объемом массой 20гр объемом 7,4см3). Отметим и запишем в таблице 12 показание динамометра. Это будет вес тела в воздухе.
2) Подставим стакан с водой и опустим муфту с лапкой и динамометром, пока всё тело не окажется под водой. Отметим и запишем в таблицу 12 показание динамометра. Это будет вес тела в воде.
3) По полученным данным вычислим выталкивающую силу, действующую на тело. F=P-P1
4) Вместо чистой воды возьмем насыщенный раствор соли и снова определим выталкивающую силу, действующую на то же тело.
5) Подвесим к динамометру тело другого объёма (алюминиевое тело объемом массой 100гр объемом 40см3) и определим указанным способом (см. пункты 1 и 2) выталкивающую силу, действующую на него в воде.
Пример полученных результатов представлен в таблице 12.
• Вывод: В ходе данной лабораторной работы мы обнаружили на опыте выталкивающее действие жидкости на погруженное в нее тело и определили выталкивающую силу, которая пропорциональна объему тела и плотности жидкости.
Сила Архимеда определяется формулой:
$$F_A=\rho_{\text{ж}}gV$$
где $$\rho_{\text{ж}}$$ — плотность жидкости, $$V$$ — объём погружённого тела, $$g\approx 10\ \text{м/с}^2$$.
Из формулы следует, что выталкивающая сила зависит от плотности жидкости и объёма тела, но не зависит от вещества тела.
При погружении тела в жидкость показание динамометра уменьшается, потому что на тело действует выталкивающая сила. Её находят по разности веса тела в воздухе и веса тела в жидкости:
$$F_A=P-P_1$$
| Жидкость | Вес тела в воздухе $$P$$, Н | Вес тела в жидкости $$P_1$$, Н | Выталкивающая сила $$F_A=P-P_1$$, Н | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| $$P_{v1}$$ | $$P_{v2}$$ | $$P_{1v1}$$ | $$P_{1v2}$$ | $$F_{v1}$$ | $$F_{v2}$$ | |
| Вода | 0,2 | 1 | 0,15 | 0,6 | 0,05 | 0,4 |
| Насыщенный раствор соли | 0,2 | 1 | 0,1 | 0,5 | 0,1 | 0,5 |
По таблице видно, что для одного и того же тела в насыщенном растворе соли выталкивающая сила больше, чем в воде. Также для тела большего объёма выталкивающая сила больше, чем для тела меньшего объёма.
Следовательно, в опыте обнаружено выталкивающее действие жидкости на погружённое в неё тело, а выталкивающая сила увеличивается с ростом объёма тела и плотности жидкости.
Ответ
Выталкивающая сила действует на любое погружённое в жидкость тело, направлена вверх и определяется разностью веса тела в воздухе и в жидкости: $$F_A=P-P_1$$. Она больше в более плотной жидкости и для тела большего объёма.
