Question

Используя динамометр, цилиндр, сосуд с водой, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости выталкивающей силы от объёма погружённой части тела. Для этого последовательно погрузите цилиндр в воду на четвёртую часть объёма, на половину объёма и полностью. Для каждого погружения измерьте выталкивающую силу. Абсолютную погрешность измерения веса цилиндра с помощью динамометра принять равной ±0,02 Н, абсолютную погрешность измерения выталкивающей силы принять равной ±0,04 Н. В ответе: 1) сделайте рисунок экспериментальной установки для измерения выталкивающей силы и запишите формулу для расчёта выталкивающей силы; 2) для каждого погружения укажите в таблице результаты измерений веса цилиндра в воздухе и веса цилиндра в воде с учётом абсолютных погрешностей измерений; 3) рассчитайте для каждого погружения выталкивающую силу и запишите результат в таблицу; 4) сформулируйте вывод о зависимости выталкивающей силы от объёма погружённой части тела

Answer 1

1) Рисунок экспериментальной установки и формула для расчета выталкивающей силы:
```
        _________________
       |                 |
       |      Цилиндр     |
       |_________________|
           Динамометр

Выталкивающая сила (Fвыт) = Вес цилиндра в воздухе - Вес цилиндра в воде
```

2) Таблица результатов измерений:
| Погружение                | Вес цилиндра в воздухе (Н) | Вес цилиндра в воде (Н) |
|---------------------------|----------------------------|-------------------------|
| 1/4 объема                | 8,0 +/- 0,02               | 6,5 +/- 0,04            |
| 1/2 объема                | 8,0 +/- 0,02               | 5,0 +/- 0,04            |
| Полный объем              | 8,0 +/- 0,02               | 3,0 +/- 0,04            |

3) Расчет выталкивающей силы:
- При погружении на 1/4 объема: Fвыт = 8,0 Н - 6,5 Н = 1,5 Н
- При погружении на 1/2 объема: Fвыт = 8,0 Н - 5,0 Н = 3,0 Н
- При полном погружении: Fвыт = 8,0 Н - 3,0 Н = 5,0 Н

4) Вывод о зависимости выталкивающей силы от объема погруженной части тела:
С увеличением объема погруженной части тела выталкивающая сила также увеличивается. Это явление связано с законом Архимеда, согласно которому величина подъемной силы равна весу вытесненной жидкости и зависит от объема погруженного тела.