Лабораторная работа №6
Тема: Изучение закона Архимеда
Цель работы: доказать с опыта существование выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело; доказать экспериментально выполнение закона Архимеда.
Оборудование: сосуд с водой, тело на нити, динамометр, мензурка.
Краткие теоретические сведения
Закон Архимеда: Сила, действующая на погружённое в жидкость тело, равна весу жидкости в объёме этого тела, то есть
FА = P.
Примечание: 1 мл = 1 см3 = 0,000001 м3.
Ход работы
1. С мензурки с водой определяют объем тела Vт зная, что
Vт = Vв.ж.= Vкон - Vнач.

2. Зная объем тела и плотность вещества (в таблице в скобках указано какое вещество), вычислите массу тела m
1) m = ρ·V
3. Зная объем тела Vт и плотность воды
1. Напряжённость рассчитывается по формуле:
E = F/q
Для того, чтобы узнать напряжённость поля в той или иной точке, в эту точку помещают мнимый положительный заряд и тогда силу взаимодействия зарядов q0 (напряжённость его поля мы и ищем) и q высчитывают так:
F = (k*q0*q) / r² = > E = F/q = ((k*q0*q) / r²) / q = k*q0 / r² - то есть напряжённость не зависит от мнимого заряда, а зависит лишь от заряда, напряжённость поля которого и нужно найти, и от расстояния между ним и мнимым.
ON = r
NM = r'
ON = NM = > r = r' = r => OM = ON + NM = r + r = 2r, тогда:
E1 = k*q0 / r²
E2 = k*q0 / (2r)² = k*q0 / 4r²
E1 / E2 = (k*q0 / r²) : (k*q0 / 4r²) = (k*q0 / r²) * (4r² / k*q0) = 4 = напряжённость в точке N больше напряжённости в точке M в 4 раза.
2. Определим начальную скорость за известный промежуток времени, используя формулу пути:
S = v0*t + g*t² / 2
v0*t = S - g*t² / 2
v0 = (S - g*t² / 2) / t = (25 - 10*1² / 2) / 1 = 20 м/с
Так как ускорение добавляет к скорости 10 м/с каждую секунду, то конечная скорость камня перед ударом о землю будет:
20 + 10 = 30 м/с. Тогда выясним всё затраченное время через формулу скорости, учитывая, что начальная равна нулю:
v = v0 + g*t = g*t => t = v/g = 30/10 = 3 c
Теперь можно узнать высоту, с которой упал камень:
S = v0*t + g*t² / 2 = g*t² / 2 = 10*3²/2 = 90/2 = 45 м
3. Что брусок, что клин движутся так, что их силы реакции опоры направлены перпендикулярно их перемещениям. А сила, направленная перпендикулярно к направлению скорости тела, совершает нулевую работу. Следовательно, правильное выражение - первое.
Рассчитаем ускорение, которое будет тормозить ракету на всем пути:
F=ma
a=F/m=2/0.2=10 м/c^2.
Вообще по закону сохранения импульса скорость выхода газов перейдет к ракете с обратным знаком, т.е. она получит скорость 400м/c:
Тогда:
v^2=vo^2-2aS
0=400^2-20S
S=8*10^3 м = 8 км.