С. Д. Варламов А. Р. Зильберман

84
Часть 2
можной точности, которую теоретически позволяет получить
предложенный метод, а также с учётом практически достиг-
нутой точности измерений.
Измерение плотности
(
11—1—2006
)
Оборудование
: ареометр, нитка — 0,5 м, металлическая
проволока в пластиковой изоляции — 2 куска по 20 см,
мензурка, вода, миллиметровая бумага.
Задание
: измерить среднюю плотность (плотность — это
масса, приходящаяся на единицу объёма) проволоки вместе
с изоляцией. Считать, что вода имеет плотность 1000 кг/м
3
.
Решение
. Ареометр (бытовой спиртометр) плавал в воде,
и его плавучести хватало, чтобы удержать на себе ещё и ку-
сок проволоки. Если проволока сворачивалась в несколько
витков и надевалась на ареометр сверху, то он переворачи-
вался. Нужно было догадаться, как прикрепить проволоку
к ареометру, чтобы он оставался на плаву в вертикальном
положении. Это обеспечивалось следующим приёмом: один
виток проволоки оборачивался вокруг тонкой части арео-
метра, а вся остальная проволока изгибалась вниз вдоль
ареометра и оборачивалась вокруг его «толстой» части внизу.
Понятно, что глубина погружения ареометра, нагруженного
проволокой, увеличивалась в сравнении с глубиной погру-
жения без проволоки. При описанном способе закрепления
проволоки вся она оказывалась погруженной в воду, поэтому
на неё действовала выталкивающая сила (сила Архимеда).
Если же при закреплении проволоки на ареометре оставить
верхнюю известную часть длины проволоки (например, по-
ловину длины) в воздухе, то глубина погружения ареометра
становилась ещё больше. Зная долю общей длины прово-
локи, находящуюся в воздухе, и глубины дополнительного
погружения ареометра в двух описанных случаях, можно
вычислить среднюю плотность проволоки в изоляции.
Линейка
(
10—1—2001
)
Нужно экспериментально определить массу деревянной
линейки.

Экспериментальные задачи физических олимпиад
85
Оборудование
: линейка деревянная, кусок пластилина,
стаканчик пластмассовый, вода — по требованию, нитка, ка-
рандаш, миллиметровая бумага.
Решение
. С помощью нитки, линейки и воды можно опре-
делить массу куска пластилина (см. решение описанной ра-
нее задачи с названием «Пластилин»), а затем на круглом
карандаше можно сбалансировать линейку с прикреплённым
к одному из её концов куском пластилина известной (уже)
массы. Из условий равновесия можно найти неизвестную
массу линейки.
Можно обойтись без нахождения массы куска пластилина.
Достаточно только знать его объём
V
. Для этого из куска
пластилина формируется кубик и с помощью линейки изме-
ряется длина его ребра.
Нитка делится на две части. Сначала линейка уравнове-
шивается на одной из ниток в горизонтальном положении.
Таким способом можно найти положение центра масс ли-
нейки. На одном куске нитки крепится кусок пластилина,
который подвешивается к одному из концов линейки. Ли-
нейка с подвешенным на нити куском пластилина уравно-
вешивается в горизонтальном положении на другом куске
нити, при этом место крепления этого второго куска нити
к линейке, естественно, не совпадает с положением её центра
масс. Затем пластилин помещается в воду, при этом он не
должен касаться дна и стенок стаканчика, но должен быть
полностью погружён в воду. Место крепления второго куска
нити меняется так, чтобы линейка с грузом снова находи-
лась в положении равновесия в горизонтальном положении.
Плечи соответствующих сил измеряются непосредственно по
делениям шкалы на линейке. Поскольку сила натяжения
нитки, удерживающей пластилиновый кусок, при его погру-
жении в воду уменьшилась на величину

жүктеу/скачать 1,21 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: