17

Решение: Исследование выталкивающей силы

ОГЭ · Физика · Задание 17 · Давление и плавание тел
ПовышеннаяФИПИ049B09Развёрнутое решение≈ 10 минутРазбор в 6 шагов
Условие

Используя динамометр 1, цилиндр № 3 и сосуд с водой, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости выталкивающей силы от объёма погружённой части тела. Последовательно погрузите цилиндр в воду на $\frac{1}{4}$ объёма, на $\frac{1}{2}$ объёма и полностью. Для каждого положения измерьте выталкивающую силу. Абсолютную погрешность измерения веса цилиндра с помощью динамометра принять равной $\pm 0{,}02\ \text{Н}$, абсолютную погрешность измерения выталкивающей силы принять равной $\pm 0{,}04\ \text{Н}$.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

6 шагов
1

Для измерения веса цилиндра в воздухе цилиндр подвешивают к динамометру и снимают показание прибора. Это значение обозначают $P_\text{возд}$.

2

Затем под цилиндр устанавливают сосуд с водой и погружают цилиндр сначала на $\frac{1}{4}$ объёма, затем на $\frac{1}{2}$ объёма и полностью. При каждом положении цилиндр не должен касаться дна и стенок сосуда.

3

Для каждого положения считывают вес цилиндра в воде $P_\text{вод}$ и вычисляют выталкивающую силу как разность показаний динамометра.

$$F_\text{выт}=P_\text{возд}-P_\text{вод}$$
4

Таблица результатов должна содержать столбцы: доля погружённого объёма, вес цилиндра в воздухе $P_\text{возд}$, вес цилиндра в воде $P_\text{вод}$ и выталкивающая сила $F_\text{выт}$. Для трёх опытов доля погружённого объёма равна $\frac{1}{4}$, $\frac{1}{2}$ и $1$.

5

На рисунке следует показать динамометр, подвешенный к штативу или удерживаемый рукой, цилиндр на нити и сосуд с водой. Цилиндр должен быть изображён погружённым в воду и не касаться сосуда.

При увеличении объёма погружённой части цилиндра увеличивается объём вытесненной воды, поэтому выталкивающая сила возрастает. В пределах погрешности измерений зависимость является прямо пропорциональной.

Ответ

При увеличении объёма погружённой части цилиндра выталкивающая сила увеличивается; в пределах погрешности измерений $F_\text{выт}$ прямо пропорциональна объёму погружённой части.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Вычитают вес цилиндра в воздухе из веса цилиндра в воде, получая отрицательное значение.

Погружают цилиндр до касания дна или стенок сосуда.

Не указывают единицы измерения силы — Н.

Записывают одинаковые значения выталкивающей силы для разных глубин погружения.

Не учитывают указанную в условии абсолютную погрешность измерения.

Закрепить приёмВ теме «Давление и плавание тел» ещё 132 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 17 ОГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 6 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Давление и плавание тел»: в ней 133 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.