Алматы «Атамұра» 2017
жүктеу/скачать 19,59 Mb. Pdf көрінісі
|
7 класс физика
| âûòàëêèâàþùàÿ ñèëà
, направленная вверх. Эту силу можно определить теоретическими расчетами, а также путем проведения опыта. 2. Определим с помощью теоретических расчетов выталкиваю- щую силу, действующую на погруженный параллелепипед. На верхнюю грань параллелепипеда действует направленная вниз сила давления F 1 стол ба жидкости высотой h 1 . Модуль этой силы определяется на основе формулы плотности ( ð = F / S ): F 1 = ð 1 S = ρ ж gh 1 S , где ð 1 = ρ ж gh 1 – давление столба жидкости высотой h 1 , ρ ж – плотность жидкости. На нижнюю грань параллелепипеда действует направленная вверх сила давления F 2 , так как жидкость распространяет давление на все стороны. Модуль этой силы определяется по формуле: F 2 = ð 2 S = ρ ж gh 2 S , где ð 2 = ρ ж gh 2 – давление столба жидкости вы со той h 2 . Разность ( F 2 – F 1 ), т. е. равнодействующая этих двух сил, направ- лена вертикально вверх и представляет собой âûòàëêèâàþùóþ ñèëó . Модуль этой силы равен F выт = F 2 – F 1 = ρ ж g ( h 2 – h 1 ) S . Если учесть, что h = h 2 – h 1 – высота параллелепипеда, тогда: F выт = ρ ж ghS , или F выт = ρ ж gV ò , где V ò = Sh – объем погруженного в жидкость тела. Ясно, что какой объем занимает погруженная часть тела, такой же объем жидкости тело вытесняет, т. е. V ò = V в.ж. , где V ò – объем погруженной части тела, V в.ж. – объем вытесненной жидкости. Следо- вательно: F выт = ρ ж · g · V ò = ρ ж · g · V в.ж. , где: ρ ж – плотность жидкости, g = 9,8 Н/кг – постоянная для Земли величина, называемая ускорением свободного падения, V в.ж. – объем вытесненной жидкости. Ðèñ. 4.44. Силы, действующие на погруженное в жидкость тело Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 117 В последней формуле ( F выт = ρ ж · g · V ж ) произведение ρ ж íà V в.ж. равно массе вытесенной жидкости: m = ρ ж · V в.ж. . В свою очередь, произведение массы m íà g, определяет вес вы- тесненной жидкости: P в.ж. = m · g. Таким образом, ìîäóëü âûòàëêèâàþùåé ñèëû, äåéñòâóþùåé íà ïîãðóæåííîå â æèäêîñòü òåëî, îêàçûâàåòñÿ ðàâíûì ìîäóëþ ñîá- ñòâåííîãî âåñà âûòåñíåííîé æèäêîñòè, ( F âûò = Ð â.æ. ): F выт = ρ ж · g · V в.ж. = m в.ж. g = Ð в.ж. . 3. Значение выталкивающей силы мы вывели теоретически. Теперь определим выталкивающую силу на опыте. К крючку динамометра подвесим тело цилиндрической формы и сосуд, в который это тело вмещается полностью (рис. 4.45, à ). Затем, до погружения тела в воду, определим показание динамометра. После этого под тело подставим отливной сосуд, наполненный водой до уровня носика, и мензурку для сбора воды. Теперь будем постепенно погру- жать тело в воду. При этом указатель пружины динамомет ра начинает под- ниматься вверх. По мере погружения тело вытесняет воду, которая из отлив- ного сосуда выливается в мензурку. Когда тело целиком погрузится в воду, динамометр покажет, насколько уменьшился вес тела в воде (рис. 4.45, á ). Если в сосуд, подвешенный к пружине динамометра, вылить вытеснен- ную телом воду, то указатель пружины возвратится к своему исходному положению (рис. 4.45, â è à ). Отсюда видим, что âûòàëêèâàþùàÿ ñèëà, жүктеу/скачать 19,59 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|