Мета: перевірити на досліді умови плавання тіл.
Обладнання: важільні терези, набір важків, мензурка з водою, пробірка з пробкою, дротяний гачок або нитка, фільтрувальний папір або суха тканина, посудина із сухим піском
Розрахунки Дослід 1 (пробірка плаває на поверхні) :
Початковий об’єм води: V 1 = 100 см 3 = 0 , 0001 м 3 V_1 = 100 \, \text{см}^3 = 0,0001 \, \text{м}^3 V 1 = 100 см 3 = 0 , 0001 м 3 Об’єм води після занурення: V 2 = 150 см 3 = 0 , 00015 м 3 V_2 = 150 \, \text{см}^3 = 0,00015 \, \text{м}^3 V 2 = 150 см 3 = 0 , 00015 м 3 Об’єм зануреної частини: V зан. част. тіла = V 2 − V 1 = 0 , 00015 − 0 , 0001 = 0 , 00005 м 3 V_{\text{зан. част. тіла}} = V_2 - V_1 = 0,00015 - 0,0001 = 0,00005 \, \text{м}^3 V зан . част . тіла = V 2 − V 1 = 0 , 00015 − 0 , 0001 = 0 , 00005 м 3 Сила Архімеда: F в = ρ води g V зан. част. тіла = 1000 ⋅ 9 , 8 ⋅ 0 , 00005 = 0 , 49 Н F_{\text{в}} = \rho_{\text{води}} g V_{\text{зан. част. тіла}} = 1000 \cdot 9,8 \cdot 0,00005 = 0,49 \, \text{Н} F в = ρ води g V зан . част . тіла = 1000 ⋅ 9 , 8 ⋅ 0 , 00005 = 0 , 49 Н Маса пробірки з піском: m = 40 г = 0 , 04 кг m = 40 \, \text{г} = 0,04 \, \text{кг} m = 40 г = 0 , 04 кг Сила тяжіння: F тяж = m g = 0 , 04 ⋅ 9 , 8 = 0 , 39 Н F_{\text{тяж}} = mg = 0,04 \cdot 9,8 = 0,39 \, \text{Н} F тяж = m g = 0 , 04 ⋅ 9 , 8 = 0 , 39 Н Дослід 2 (пробірка плаває всередині рідини) :
Початковий об’єм води: V 1 = 100 см 3 = 0 , 0001 м 3 V_1 = 100\,\text{см}^3 = 0,0001\,\text{м}^3 V 1 = 100 см 3 = 0 , 0001 м 3 Об’єм води після занурення: V 2 = 200 см 3 = 0 , 0002 м 3 V_2 = 200\,\text{см}^3 = 0,0002\,\text{м}^3 V 2 = 200 см 3 = 0 , 0002 м 3 Об’єм зануреної частини: V зан. част. тіла = V 2 − V 1 = 0 , 0002 − 0 , 0001 = 0 , 0001 м 3 V_{\text{зан. част. тіла}} = V_2 - V_1 = 0,0002 - 0,0001 = 0,0001\,\text{м}^3 V зан . част . тіла = V 2 − V 1 = 0 , 0002 − 0 , 0001 = 0 , 0001 м 3 Сила Архімеда: F в = ρ води g V зан. част. тіла = 1000 ⋅ 9 , 8 ⋅ 0 , 0001 = 0 , 98 Н F_{\text{в}} = \rho_{\text{води}} g V_{\text{зан. част. тіла}} = 1000\cdot9,8\cdot0,0001=0,98\,\text{Н} F в = ρ води g V зан . част . тіла = 1000 ⋅ 9 , 8 ⋅ 0 , 0001 = 0 , 98 Н Маса пробірки з піском: m = 100 г = 0 , 1 кг m=100\,\text{г}=0,1\,\text{кг} m = 100 г = 0 , 1 кг Сила тяжіння: F тяж = m g = 0 , 1 ⋅ 9 , 8 = 0 , 98 Н F_{\text{тяж}}=mg=0,1\cdot9,8=0,98\,\text{Н} F тяж = m g = 0 , 1 ⋅ 9 , 8 = 0 , 98 Н Дослід 3 (пробірка тоне) :
Початковий об’єм води: V 1 = 100 см 3 = 0 , 0001 м 3 V_1=100\,\text{см}^3=0,0001\,\text{м}^3 V 1 = 100 см 3 = 0 , 0001 м 3 Об’єм води після занурення: V 2 = 250 см 3 = 0 , 00025 м 3 V_2=250\,\text{см}^3=0,00025\,\text{м}^3 V 2 = 250 см 3 = 0 , 00025 м 3 Об’єм зануреної частини: V зан. част. тіла = V 2 − V 1 = 0 , 00025 − 0 , 0001 = 0 , 00015 м 3 V_{\text{зан. част. тіла}}=V_2-V_1=0,00025-0,0001=0,00015\,\text{м}^3 V зан . част . тіла = V 2 − V 1 = 0 , 00025 − 0 , 0001 = 0 , 00015 м 3 Сила Архімеда: F в = ρ води g V зан. част. тіла = 1000 ⋅ 9 , 8 ⋅ 0 , 00015 = 1 , 47 Н F_{\text{в}}=\rho_{\text{води}}gV_{\text{зан. част. тіла}}=1000\cdot9,8\cdot0,00015=1,47\,\text{Н} F в = ρ води g V зан . част . тіла = 1000 ⋅ 9 , 8 ⋅ 0 , 00015 = 1 , 47 Н Маса пробірки з піском: m = 200 г = 0 , 2 кг m=200\,\text{г}=0,2\,\text{кг} m = 200 г = 0 , 2 кг Сила тяжіння: F тяж = m g = 0 , 2 ⋅ 9 , 8 = 1 , 96 Н F_{\text{тяж}}=mg=0,2\cdot9,8=1,96\,\text{Н} F тяж = m g = 0 , 2 ⋅ 9 , 8 = 1 , 96 Н Таблиця результатів № з/п V 1 V_1 V 1 V 2 V_2 V 2 V зан. част. тіла V_{\text{зан. част. тіла}} V зан . част . тіла F в F_{\text{в}} F в m m m F тяж F_{\text{тяж}} F тяж Порівняння (F в F_{\text{в}} F в F тяж F_{\text{тяж}} F тяж Спостережуване явище 1 0,0001 0,00015 0,00005 0,49 0,04 0,39 F в > F тяж F_{\text{в}} > F_{\text{тяж}} F в > F тяж Пробірка плаває на поверхні 2 0,0001 0,0002 0,0001 0,98 0,1 0,98 F в = F тяж F_{\text{в}} = F_{\text{тяж}} F в = F тяж Пробірка плаває всередині рідини 3 0,0001 0,00025 0,00015 1,47 0,2 1,96 F в < F тяж F_{\text{в}} < F_{\text{тяж}} F в < F тяж Пробірка тоне
Висновок У ході дослідження було перевірено умови плавання тіл у рідині:
Якщо сила Архімеда більша за силу тяжіння (F в > F тяж F_{\text{в}}>F_{\text{тяж}} F в > F тяж Якщо сили рівні (F в = F тяж F_{\text{в}}=F_{\text{тяж}} F в = F тяж Якщо сила Архімеда менша за силу тяжіння (F в < F тяж F_{\text{в}}<F_{\text{тяж}} F в < F тяж Отримані результати підтверджують закон Архімеда та можуть бути використані у суднобудуванні та для визначення щільності тіл у рідинах.