На тело, полностью или частично погруженное в жидкость, действует направленная вверх выталкивающая сила (сила Архимеда). Эта сила — равнодействующая сил давления, действующих на все участки погруженной в воду поверхности тела.
Закон Архимеда: на тело, полностью или частично погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная по модулю весу жидкости в объеме погруженной части тела.
При погружении тела в жидкость показание весов, к которым подвешено тело, уменьшается на величину, равную модулю силы Архимеда. Благодаря этому плотность погруженного тела можно измерить с помощью гидростатического взвешивания.
Вопросы и задания
Первый уровень
Какие наблюдения указывают на существование выталкивающей силы?
Почему на погруженное в жидкость тело действует выталкивающая сила?
Сформулируйте закон Архимеда.
Какова природа силы Архимеда?
Действует ли сила Архимеда на тело, которое тонет в воде? Если да, то почему тогда тело тонет?
Почему при погружении в воду тела, подвешенного к динамометру, показание динамометра уменьшается?
Второй уровень
В сосуде с водой лежат алюминиевый и медный шары. На какой из них действует большая сила Архимеда, если: а) радиусы шаров равны; б) массы шаров равны?
Медный и алюминиевый шары одинаковой массы лежат на дне бассейна с водой. Во сколько раз отличаются действующие на них выталкивающие силы?
В чем состоит метод гидростатического взвешивания? Что можно измерить с его помощью?
На рычажных весах уравновесили два шара — золотой и медный. Нарушится ли равновесие весов, если погрузить их вместе с шарами в воду? Если нарушится, то какой шар перевесит?
На полностью погруженную в воду медную деталь массой 8,9 кг действует выталкивающая сила, равная 20 Н. Сплошная это деталь или полая? Если полая, то чему равен объем полости?
В жидкость погрузили подвешенный на пружинных весах алюминиевый брусок. При полном погружении бруска показание весов уменьшилось на 26 %. Какая это может быть жидкость?
Силы Архимеда, действующие на одно и то же тело в воде и в керосине, отличаются на 2 Н. В какой жидкости выталкивающая сила больше? Чему равен объем тела?
Какую силу надо приложить к лежащему на дне озера гранитному камню массой 10 кг, чтобы поднять его со дна?
Составьте задачу о силе Архимеда, ответ у которой был бы: «10 см3».
Домашняя лаборатория
Надуйте до разного размера три воздушных шарика. Проверьте с их помощью закон Архимеда: какой из шариков легче утопить в ванне с водой? Заметили ли вы, что сила Архимеда увеличивается, когда увеличивается объем погруженной в воду части шарика?
Положите небольшой камень в полиэтиленовый пакет и подвесьте его на бельевой резинке. Уменьшается ли длина резинки при погружении пакета с камнем в воду? Объясните ваш опыт.
