Лабораторная работа. Тема: сила Архимеда. Цель: определить грузоподъёмность плота. Рабочая формула:

Ответы на вопрос

Отвечает Филишкан Максим.

В этой лабораторной работе нужно определить грузоподъёмность плота, то есть какую максимальную массу груза плот может удерживать на воде, не утонув.

Основа работы — закон Архимеда:

На тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости.

Формула силы Архимеда:

F_A = \rho_{\text{жидкости}} g V_{\text{погруженной части}}

где:

F_A

— сила Архимеда, Н;

\rho_{\text{жидкости}}

— плотность жидкости, для воды обычно берут

1000 \ \text{кг/м}^3

;

g

— ускорение свободного падения, примерно

9{,}8 \ \text{Н/кг}

или для школьных расчётов

10 \ \text{Н/кг}

;

V

— объём вытесненной жидкости, то есть объём погруженной части плота.

Плот сможет держаться на воде, если сила Архимеда равна весу самого плота и груза:

F_A = (m_{\text{плота}} + m_{\text{груза}})g

Отсюда:

\rho_{\text{жидкости}} g V = (m_{\text{плота}} + m_{\text{груза}})g

Сокращаем на

g

\rho_{\text{жидкости}} V = m_{\text{плота}} + m_{\text{груза}}

Тогда масса груза, который может выдержать плот:

m_{\text{груза}} = \rho_{\text{жидкости}} V - m_{\text{плота}}

То есть рабочая формула должна выглядеть так:

m_{\text{груза}} = \rho_{\text{жидкости}} V_{\text{тела}} - m_{\text{плота}}

В вашей записи:

mg = \rho_{\text{жидкости}} \cdot V_{\text{тела}} - m

есть неточность. Слева стоит сила, потому что

mg

измеряется в ньютонах, а справа получается масса, так как

\rho V

измеряется в килограммах. Поэтому правильнее писать не

mg

, а именно массу груза:

m_{\text{груза}} = \rho_{\text{жидкости}} V_{\text{тела}} - m_{\text{плота}}

Смысл этой формулы такой: плот вытесняет некоторый объём воды. Масса этой вытесненной воды равна

\rho_{\text{жидкости}} V_{\text{тела}}

. Именно такую общую массу может удерживать плот вместе с грузом. Но часть этой массы уже приходится на сам плот. Поэтому из общей возможной массы нужно вычесть массу плота.

Например, если объём плота равен

0{,}05 \ \text{м}^3

, а масса плота равна

12 \ \text{кг}

, то:

m_{\text{груза}} = 1000 \cdot 0{,}05 - 12

m_{\text{груза}} = 50 - 12 = 38 \ \text{кг}

Значит, такой плот может выдержать груз массой примерно 38 кг, если он погружается почти полностью.

Вывод для лабораторной работы можно написать так:

В ходе лабораторной работы была определена грузоподъёмность плота с использованием закона Архимеда. Грузоподъёмность плота равна разности между массой жидкости, которую может вытеснить плот, и массой самого плота. Чем больше объём плота и меньше его собственная масса, тем большую массу груза он может удержать на поверхности жидкости.

Лабораторная работа. Тема: сила Архимеда. Цель: определить грузоподъёмность плота. Рабочая формула: mg = ρ_жидкости·V_тела - m

Ответы на вопрос

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика