Давление твердых тел, жидкостей и газов (Лабораторная работа № 4), страница 4

Далее опускают капсюль в банку с водой и показывают, что давление на резиновую пленку, наблюдаемое по манометру, увеличивается с глубиной погружения. После этого посредством втулки с пружиной, которая надевается на кромку банки, устанавливают прибор на некоторой определенной глубине. С помощью проволочного крючка повертывают скобу, на которой укреплен капсюль, вокруг горизонтальной оси. Обращают внимание учащихся на то, что на данном уровне погружения, давление внутри жидкости не зависит от расположения резиновой пленки: показание манометра остается постоянным.

ОПЫТ № 7

ДЕЙСТВИЕ ЖИДКОСТИ НА ПОГРУЖЕННОЕ В НЕЁ ТЕЛО

Оборудование: банка стеклянная; шнур резиновый, к которому привязано тело (кусок фарфора, каменного угля и др.).

Берут за конец резинового шнура и поднимают привязанное к нему тело над демонстрационным столом. Обращают внимание учащихся на длину резины, растянутой под действием веса тела. Затем тело опускают в банку с водой. Показывают, как значительно сократилась длина шнура.

Опыт получается весьма выразительным, когда выталкивающая из воды сила равна половине и даже более половины веса тела. Исходя из этого, для опыта следует брать тела (вещества), плотность которых находится в пределах 1,5 – 3 г/см2.

Если нет под рукой эластичной  резины, то опыт можно провести с пружиной от ведерка Архимеда, которая легко снимается с прибора.

Весьма эффективен опыт, в котором в качестве тела применяется крупная картофелина. Благодаря тому, что удельный вес картофеля немного больше единицы. Пружина с клубнем в воздухе будет сильно растянута, а в воле – почти совсем сжата.

ОПЫТ № 8

РАВЕНСТВО АРХИМЕДОВОЙ СИЛЫ ВЕСУ ВЫТЕСНЕННОЙ ВОДЫ

Оборудование: ведёрко Архимеда, штатив универсальный, банка стеклянная, стакан с водой.

1. Сначала показывают. Что ёмкость ведерка в точности соответствует объему груза в виде цилиндра. Для этого 1-2 раза укладывают цилиндр в ведерко, обращая внимание на то, что между ними нет зазора и что цилиндр заполняет ведерко до его верхнего края.


Далее к пружине динамометра, зажатого в лапку штатива подвешивают за душку ведерко, а за ним на тонкой проволочке груз, как показано на рис. 6 а. Обращают внимание учащихся на величину растяжения  пружины, т.е. на положение диска – указателя, к которому подводят передвижную стрелку.

                                 а)                                б)                                         в)

                                                                             Рис. 6

2. Затем под груз подставляют банку с водой, уровень которой должен обеспечивать полное погружение цилиндра. При этом указатель растяжения пружины переместится вверх и расположится выше стрелки (рис. 6 б). Объясняют учащимся, что сила, выталкивающая цилиндр из жидкости, очевидно, будет равна весу такого добавочного груза, который бы диск – указатель возвратил на прежнее место, т.е. к стрелке.

3. Для определения величины выталкивающей силы берут стакан с водой и медленно наливают её в ведерко. Показывают как благодаря весу воды пружина вновь растягивается, и диск медленно  опускается вниз и приходит к указателю (рис. 6 в). Как только диск достигает стрелки, воду прекращают наливать. Объясняют, что в этом случае вес воды в ведерке равен силе давления, оказываемого жидкостью на груз снизу вверх.

Вывод: сила, выталкивающая погруженное в жидкость тело равна весу жидкости в объеме этого тела

ОПЫТ № 9

РАВНОВЕСИЕ ЖИДКОСТИ В СООБЩАЮЩИХСЯ СОСУДАХ

Оборудование: сообщающиеся сосуды, кружка или химический стакан, резиновая трубка со стеклянным наконечником, экран, линейка измерительная.