Лабораторная работа №8 ГДЗ Перышкин 7 класс (2022) (Физика)
Лабораторная работа № 8. Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело
Цель работы: обнаружить на опыте выталкивающее действие жидкости на погруженное в неё 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:
- Укрепите динамометр на штативе и подвесьте к нему на нити алюминиевое тело массой $$20\ \text{г}$$ и объёмом $$7{,}4\ \text{см}^3$$. Отметьте и запишите в таблицу 12 показание динамометра.
- Подставьте стакан с водой и опускайте муфту с лапкой и динамометром, пока всё тело не окажется под водой. Отметьте и запишите в таблицу 12 показание динамометра.
- По полученным данным вычислите выталкивающую силу, действующую на тело.
- Вместо чистой воды возьмите насыщенный раствор соли и снова определите выталкивающую силу, действующую на то же тело.
- Подвесьте к динамометру тело другого объёма — алюминиевое тело массой $$100\ \text{г}$$ и объёмом $$40\ \text{см}^3$$ — и определите указанным способом выталкивающую силу, действующую на него в воде.
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.
