Решение: Измерение выталкивающей силы
Используя динамометр № 1, стакан с водой и цилиндр № 3, соберите экспериментальную установку для определения выталкивающей силы, действующей на цилиндр, полностью погружённый в воду. Абсолютная погрешность измерения силы равна $\pm 0{,}02\ \text{Н}$.
В развёрнутом ответе представьте рисунок установки с указанием способа измерения выталкивающей силы, формулу для её расчёта, результаты прямых измерений силы с учётом абсолютной погрешности и значение выталкивающей силы.
Решение по шагам
4 шагаПодвешивают цилиндр к динамометру и измеряют его вес в воздухе. Полученное показание обозначают $F_1$ и записывают с абсолютной погрешностью $\pm 0{,}02\ \text{Н}$.
$$F_1 = P_{\text{возд}} \pm 0{,}02\ \text{Н}$$Опускают цилиндр в стакан с водой так, чтобы он полностью находился под водой и не касался дна и стенок стакана. Снова снимают показание динамометра и обозначают его $F_2$.
$$F_2 = P_{\text{вода}} \pm 0{,}02\ \text{Н}$$Выталкивающая сила равна уменьшению показания динамометра при погружении цилиндра.
$$F_{\text{А}} = F_1 - F_2$$В письменном ответе указывают оба результата прямых измерений с единицами измерения и погрешностью. Если погрешности двух независимых измерений учитываются при вычислении разности, абсолютная погрешность результата равна сумме абсолютных погрешностей.
$$\Delta F_{\text{А}} = \Delta F_1 + \Delta F_2 = 0{,}04\ \text{Н}$$Экспериментальная установка: цилиндр подвешен к динамометру; сначала он находится в воздухе, затем полностью погружён в воду и не касается стенок и дна. Выталкивающая сила определяется по формуле $F_{\text{А}} = F_1 - F_2$, где $F_1$ и $F_2$ — показания динамометра в воздухе и воде соответственно. Численное значение находят по результатам проведённых измерений.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Цилиндр касается дна или стенки стакана.
Цилиндр погружают в воду не полностью.
Путают показание динамометра в воздухе и в воде.
Вычитают показание в воздухе из показания в воде.
Не указывают единицы измерения и абсолютную погрешность.
Записывают формулу силы Архимеда через плотность жидкости и объём тела, но не приводят способ экспериментального измерения.