Возьмите ведёрко Архимеда, сосуд с водой, сосуд с раствором соли, штатив, тело из пластилина (такого же объёма, как ведёрко). Исследуйте, зависит ли архимедова сила от массы тела, глубины погружения, объёма тела, плотности жидкости.
Ход работы.
1. Укрепим динамометр на штативе и подвесим к нему ведерко Архимеда. Запишем в таблице показание динамометра. Это будет вес тела в воздухе ($P_{возд}$).
2. Подставим стакан с водой и опустим муфту с лапкой и динамометром, пока всё тело не окажется под водой, до отметки 150 мл. Запишем в таблицу показание динамометра. Это будет вес тела в воде ($P_{вода1}$).
4. Вычислим выталкивающую силу, действующую на тело:
$F_{A} = P_{возд} - P_{водa1}$.
5. Опустим ведерко Архимеда в сосуд с водой до отметки 90 мл. Запишем показание в таблицу ($P_{вода2}$, Н).
6. Вместо чистой воды возьмём насыщенный раствор соли и снова определим выталкивающую силу, действующую на ведерко. Для этого подставим стакан с раствором соли и опустим муфту с лапкой и динамометром, пока всё ведерко не окажется в растворе соли. Запишем в таблицу показание динамометра. Это будет вес тела в насыщенном растворе соли в воде ($P_{р-р}$).
$F_{A} = P_{возд} - P_{р-р}$.
7. Подвесим к динамометру другое тело − тело из пластилина и определим выталкивающую силу, действующую на него в чистой воде и в растворе соли.
8. Запишем полученные результаты в таблицу.
| $P_{возд}$, Н | $P_{вода1}$, Н | $F_{A}$, Н | $P_{р-р}$, Н | $F_{A_{1}}$, Н | $P_{вода2}$, Н | $F_{A_{2}}$, Н | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ведерко Архимеда | 1,5 | 1 | 0,5 | 0,8 | 0,7 | 1 | 0,5 |
| Тело из пластилина | 1 | 0,5 | 0,5 | 0,3 | 0,7 | − | − |
Вывод.
На все тела, погруженные в жидкость или газ, действует выталкивающая сила (сила Архимеда). Архимедова сила зависит от плотности жидкости, в которую погружено тело, и от объёма погруженной части тела
$F_{а} = gρ_{ж}V_{т}$.
Чем больше плотность жидкости или объём погруженной части тела, тем больше выталкивающая сила.
Выталкивающая сила не зависит от плотности вещества тела, погружаемого в жидкость, от массы тела, глубины погружения.