Задача с опытным путем. Докажите опытным путем, что сила Архимеда равна весу вытеснутой жидкости. Объём равен 56,52 см³, плотность равна 1,1 грамм на см³. Плотность воды 1 г на см³

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для опытного доказательства принципа Архимеда, который утверждает, что сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости, выполните следующие шаги:

Определим объем вытесненной жидкости. У нас есть тело, которое вытесняет жидкость объемом 56,52 см³.

Вычислим массу вытесненной жидкости. Для этого используем плотность жидкости. Плотность жидкости составляет 1 г/см³ (это плотность воды).
[
\text{Масса вытесненной жидкости} = \text{Объем} \times \text{Плотность} = 56,52 \, \text{см}³ \times 1 \, \text{г/см}³ = 56,52 \, \text{г}
]

Вычислим вес вытесненной жидкости. Вес (сила тяжести) можно найти, умножив массу на ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²). Однако в граммах вес измеряется в граммах-силах (1 г-сила = 0,00981 Н). Поэтому:
[
\text{Вес вытесненной жидкости} = 56,52 \, \text{г} = 56,52 \, \text{г-сила}
]

Если нужно в Ньютонах:
[
56,52 \, \text{г} \times 0,00981 \, \text{Н/г} \approx 0,554 \, \text{Н}
]

Сравните результаты с силой Архимеда. Сила Архимеда, действующая на тело, равна весу вытесненной жидкости. Таким образом, вы должны измерить величину сил, действующих на тело в воде.

Эксперимент. Погрузите тело в воду и зафиксируйте показания динамометра:

Запишите, какое значение показывает динамометр, когда тело находится в воздухе (это вес тела).Затем погрузите тело в воду и запишите новое значение (это будет вес тела в воде, который меньше веса в воздухе на величину силы Архимеда).

Сравнения. Разница между весом в воздухе и весом в воде равна весу вытесненной воды, то есть 56,52 г-сила (или 0,554 Н). Это подтверждает, что сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости.

Таким образом, мы показали, что сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости, используя измерения и простые физические расчеты.