6. Як визначити центр тиску рідини на кругову циліндричну поверхню?

7. Де проходить лінія дії вертикальної складової сили тиску рідини на криволінійну поверхню?

1. Експериментальна перевірка закону Архімеда

   1. Мета роботи.

Дослідна перевірка величини виштовхувальної сили, що діє на занурене в рідину тіло.

2. Основні положення

На тіло, занурене в рідину, діє вертикальна сила, що є результуючою силою тиску рідини на поверхню тіла. Згідно деяких підручників, величина виштовхувальної сили дорівнює вазі рідини, витісненої тілом:

, (7.30)

де V_в – об'єм витісненої рідини; – густина рідини,

тоді, як в інших підручниках – вазі рідини в об’ємі зануреної частини тіла:

, (7.31)

де V_з – об’єм зануреної частини тіла.

В даній роботі слід встановити правильність цих тверджень. Додатковою умовою, яка використовується в роботі, є положення про те, що тіло плаває в рідині за умови рівності виштовхувальної сили P_A і ваги тіла

, (7.32)

де m – маса тіла.

3. Опис стенду

Стенд (Рисунок 7 .8) складається з мірного циліндра 1 з водою, циліндричного поплавка 2, настінного термометра і ваги (на рисунку не показані ). Мірний циліндр має шкалу висот.

4. Проведення досліду

   1. Визначають масу поплавка m .

   2. Вимірюють діаметр поплавка d і внутрішній діаметр циліндра D.

Рисунок 7.8

3. Наливають воду в мірний циліндр приблизно на 1/3 його висоти і вимірюють положення його рівня.

4. Акуратно опускають поплавок на воду.

5. Вимірюють по шкалі рівня висоту підняття води над початковим рівнем h і висоту зануреної частини тіла h₁.

6. Вимірюють кімнатну температуру, що відповідає температурі води в мірному циліндрі.

7. Визначають густину води при кімнатній температурі.

1. Обробка результатів вимірювань

   1. Визначають виштовхувальну силу:

а) за об'ємом рідини, витісненої тілом

(7.33)

б) за об’ємом зануреної в рідину частини тіла

(7.34)

2. Визначають похибку в % по відношенню до “істинної” Архімедової сили, рівної вазі тіла ; із отриманих результатів робиться висновок про правильність формулювання закону Архімеда.

Таблиця 7.6 – Протокол даних дослідів і розрахунків

№ п/п	Величина	Одиниці виміру	Значення
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11	Маса поплавка Діаметр поплавка Діаметр мірного циліндра Висота h Висота h1 Температура води Густина води,  Об’єм витісненої поплавком води Об’єм зануреної частини тіла Архімедова сила а) по витісненому об’єму тіла б) по об’єму зануреної частини тіла Помилка (%) по відношенню до ваги тіла	кг м м м м К кг/м3 м3 м3 Н Н

6. Контрольні питання

   1. В яких випадках використання неточного формулювання закону Архімеда дає практично правильні результати?

   2. Де знаходиться точка прикладання виштовхувальної сили?

   3. Чи можуть затонулі кораблі в океані досягти дна?

   4. Якщо судно виходить із моря в гирло ріки, як змінюється його осадка?