Решебник по физике 7 класс Перышкин | Страница 161

К пружине подвешивают пустое ведёрко и цилиндр и отмечают положение указателя. Затем цилиндр полностью погружают в воду: пружина сжимается, а часть воды, равная объёму цилиндра, выливается. Если эту воду перелить в ведёрко, указатель вернётся в первоначальное положение. Опыт доказывает, что архимедова сила равна весу вытесненной телом жидкости.

Архимедовой называют силу, выталкивающую тело из жидкости или газа.

Архимедову силу рассчитывают по формуле:

Fₐ = ρжVп.ч.g,

где ρж — плотность жидкости, Vп.ч. — объём погружённой части тела, g — ускорение свободного падения.

Архимедова сила зависит от плотности жидкости и объёма погружённой части тела. Чем больше плотность жидкости или объём погружённой части тела, тем больше архимедова сила.

На поверхности Луны выталкивающая сила будет примерно в 6 раз меньше, чем на Земле, потому что ускорение свободного падения на Луне примерно в 6 раз меньше. По формуле Fₐ = ρVg архимедова сила прямо пропорциональна g.

При одинаковой массе алюминиевый цилиндр имеет больший объём, чем оловянный, поэтому на него действует большая архимедова сила. Его вес в воде уменьшится сильнее. Перевесит чаша с оловянным цилиндром.

Равновесие нарушится. Плотность воды больше плотности керосина, поэтому в воде на шарик действует большая архимедова сила. Перевесит чаша с шариком, погружённым в керосин.

V — объём гранита

ρ_гр — плотность гранита

ρ_в — плотность воды

ρ_возд — плотность воздуха

g — ускорение свободного падения

P — вес гранита

Fₐ — архимедова сила

F — сила, необходимая для удержания гранита

Большая выталкивающая сила действует в морской воде, потому что её плотность больше плотности пресной воды.

Нет. У ведра с водой масса больше, но при погружении на него действует архимедова сила. Необходимая для удержания сила определяется разностью между силой тяжести и архимедовой силой.

Измерьте выталкивающую силу, действующую на банку с водой, когда она погружена в воду наполовину; целиком. Выясните зависимость выталкивающей силы от глубины погружения тела в жидкость.

Цель: выяснить, как архимедова сила зависит от погружения тела в жидкость.

Оборудование: банка с водой, динамометр, сосуд с водой.

Ход работы: измерить вес банки в воздухе. Затем погрузить её в воду наполовину и записать показание динамометра. После этого полностью погрузить банку и снова записать показание. Архимедову силу в каждом случае определить как разность между весом банки в воздухе и показанием динамометра в воде.

Наблюдение: при увеличении объёма погружённой части банки архимедова сила увеличивается. После полного погружения при дальнейшем увеличении глубины она практически не изменяется.

Вывод: архимедова сила зависит от объёма погружённой части тела, а не от глубины нахождения полностью погружённого тела.