Лабораторная работа №8 ГДЗ 7 класс (2022) (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:

$$F_A=\rho_{\text{ж}}gV_{\text{т}}$$

где $$\rho_{\text{ж}}$$ — плотность жидкости, $$V_{\text{т}}$$ — объём тела, $$g \approx 10\ \text{м/с}^2$$.

Из формулы видно, что выталкивающая сила зависит от плотности жидкости и объёма погружённого тела, но не зависит от вещества тела.

При погружении тела в жидкость показание динамометра уменьшается, так как на тело действует выталкивающая сила вверх. Поэтому

$$F_A=P-P_1,$$

где $$P$$ — вес тела в воздухе, $$P_1$$ — вес тела в жидкости.

По данным таблицы:

для первого тела в воде:

$$F_A=0{,}2-0{,}15=0{,}05\ \text{Н}$$

для первого тела в насыщенном растворе соли:

$$F_A=0{,}2-0{,}1=0{,}1\ \text{Н}$$

для второго тела в воде:

$$F_A=1-0{,}6=0{,}4\ \text{Н}$$

для второго тела в насыщенном растворе соли:

$$F_A=1-0{,}5=0{,}5\ \text{Н}$$

Сравнение результатов показывает, что в более плотной жидкости выталкивающая сила больше, а для тела большего объёма она также больше.

Следовательно, опыт подтверждает существование выталкивающей силы, действующей на погружённое в жидкость тело.

Ответ

Выталкивающая сила равна разности веса тела в воздухе и в жидкости: $$F_A=P-P_1$$. По опыту она больше в насыщенном растворе соли, чем в воде, и увеличивается с ростом объёма тела.