Работа № 7: Метод определения массы плавающего в воде тела. Инструменты и материалы: цилиндрический сосуд (бутылка

Хорошо, давайте пошагово разберем эту задачу о методе определения массы плавающего в воде тела.

1. Отметить уровень воды внутри бутылки:
Возьмите цилиндрический сосуд, например, бутылку из пластика, и наполните его водой до определенного уровня. Отметьте этот уровень, это будет начальным уровнем воды.

2. Погрузить тело в воду и измерить, насколько поднялся уровень воды (высота подъема h):
Возьмите плавающее тело, которое вы хотите исследовать, и погрузите его в воду внутри бутылки. Затем измерьте разность между исходным уровнем воды и уровнем после плавания тела. Эта разница будет высотой подъема h.

3. Измерить диаметр бутылки с помощью линейки:
Используя линейку, измерьте диаметр бутылки - это расстояние от одной стороны дна до другой через центр бутылки.

4. Рассчитать площадь поперечного сечения бутылки и объем воды, вытесненный плавающим телом:
Для расчета площади поперечного сечения цилиндрической бутылки используется формула \(S = \pi \times \left(\frac{d}{2}\right)^2\), где \(d\) - диаметр бутылки.
После этого, чтобы определить объем воды, вытесненной погруженным телом, нужно умножить площадь поперечного сечения на высоту подъема тела: \(V = S \times h\).

5. Определить массу тела, используя условие плавания тела:
Для этого мы используем принцип Архимеда, который гласит, что плавающее тело выталкивает из жидкости объем жидкости, равный весу погруженного тела.
Обозначим за \(m\) массу погруженного тела.
Тогда масса воды, которую вытесняет погруженное тело, будет равна \(V \times \rho_{\text{воды}}\), где \(\rho_{\text{воды}}\) - плотность воды.
При условии плавания тела выполняется равенство массы тела и массы вытесненной воды: \(m = V \times \rho_{\text{воды}}\).

Теперь, имея значение объема воды \(V\), мы можем найти массу тела \(m\) путем умножения объема на плотность воды \(\rho_{\text{воды}}\), которая обычно равна 1000 кг/м³.

Например, если мы получили объем воды \(V = 0.02\) м³, то масса тела \(m = V \times \rho_{\text{воды}} = 0.02 \times 1000 = 20\) кг.

Это решение задачи по определению массы плавающего в воде тела.