Відповіді до зошита: Стр.54

1. Які способи вимірювання маси запропонували наші герої?

За допомогою динамометра і вимірювання об’єму тіла з використанням густини.

2. Як виміряти масу тіла за допомогою динамометра?

Підвісити тіло на дінамометр і виміряти силу.

3. Як визначити масу тіла за відомими густиною та об'ємом?

m = ρ • V, ρ – густина, V – об’єм тіла.

4. Запишіть формулу для визначення архімедової сили та назви фізичних величин, що входять у цю формулу.

Fa = ρ • g • V, де ρ – густина рідини, g – прискорення вільного падіння, V – об’єм.

А зараз з'ясуємо, як, застосувавши ваші знання про архімедову

силу, виміряти масу тіла, маючи тільки мензурку, лінійку й м'яку

пружину (або гумовий шнур).

Домашня робота

1. Для вимірювання маси тіла методом гідростатичного зважування

досліджуване тіло спочатку підвісили до пружини (рис. 1) і виміряли її видовження.

Ваше завдання:

1) скориставшись рис. 1, визначити видовження пружини:

х₁ = 2 см;

2) зобразити на рис. 1 сили, які діють на тіло;

3) згадавши закон Гука, записати формулу для обчислення сили

пружності: F_пруж = kx₁;

4) записати формулу для обчислення сили тяжіння: F_тяж = m • g.

Тіло перебуває в стані спокою, тому сили, що діють на тіло,

рівноважні, тобто F_пруж = F_тяж, або

kx₁ = mg. (1)

2. Потім досліджуване тіло опустили в мензурку з водою й знову виміряли видовження пружини. Вам необхідно:

1) скориставшись рис. 2, б, визначити видовження пружини в цьому випадку: x₂ = см;

Cтор.55

2) зобразити на рис. 2 сили, які діють на тіло;

3) записати формули для обчислення архімедової сили, сили

пружності й сили тяжіння:

F_арх = ρ • g • V, F_пруж = k • x₂, F_тяж = mg.

Оскільки тіло в цьому випадку також перебуває в стані спокою,

сили, що діють на тіло, рівноважні:

F_пруж + F_арх = F_тяж, тобто kx₂ + ρ_вgV_т = mg.

Цю формулу можна записати інакше:

kx₂ = mg – ρ_вgV_т. (2)

Розділіть рівняння (2) на рівняння (1), виконайте необхідні перетворення та отримайте формулу для визначення маси тіла:

m = ρвVтх1х1 - х2. (3)

kx₂ + ρgV = mg; m = ρVх1х1 - х2; kx₁ = mg;

3. Для того щоб визначити об’єм тіла, скористалися мензуркою з водою (рис. 2, а), у яку занурили досліджуване тіло (рис. 2, б). Вам

необхідно:

1) виміряти об’єм води в мензурці до занурення в неї тіла:

V₀ = 125 см³;

2) виміряти загальний об’єм води разом із тілом: V = 200 см³;

3) обчислити об’єм тіла: V_т = V – V₀ = 200 – 125 = 75 (см³).

4. Домашня робота добігає кінця. Вам залишилося, знаючи густину

води (ρв = 1 гсм3), скористатися формулою (3) і визначити масу

досліджуваного тіла: m = 1 • 75 • 10 • 22-1,5 = 3000 (г).

Для того щоб успішно виконати роботу в класі, запишіть план проведення експерименту з визначення маси тіла методом гідростатичного зважування.

1. Підвісити тіло до пружини і виміряти х₂;

2. Опустити тіло у воду і виміряти об’єм;

3. Виміряти х₂ після занурення;

4. Розрахувати масу тіла за формулою.