Page 109 - 881414_FIZYKA_podrecznik_kl_8_PP_fiipbook

lub naczynia ze stojącą w nim zlewką. Strzałka podniesie się do góry na skutek
skrócenia się sprężyny, gdyż na walec działa, oprócz siły ciężkości, również siła
wyporu wody. Następnie przelewamy wodę ze zlewki do wiaderka, zapełniając
je całkowicie. Strzałka wraca do położenia, w którym była przed zanurzeniem
walca w wodzie. Doświadczenie potwierdza, że siła wyporu działająca na ciało
zanurzone w cieczy równa jest ciężarowi cieczy wypartej przez to ciało.

Jak obliczyć wartość siły wyporu?
Wiesz już, że siła wyporu działająca na ciało zanurzone w cieczy równa jest 4.11 Wiaderko Archimedesa
ciężarowi cieczy wypartej przez to ciało. Wykonaj teraz doświadczenie, aby służące do bezpośredniego
sprawdzić, jaką wartość ma siła wyporu i jak ją można obliczyć. sprawdzania prawa Archimedesa

Doświadczenie 35.

Sprawdzamy, jaką wartość ma siła wyporu
Niezbędne przedmioty: siłomierz, metalowy sześcian
z haczykiem (przynajmniej
jeden), zlewka z wodą

Wykonanie:
• Na siłomierzu zawieś sześcian i odczytaj wartość siły
ciężkości.
• Zawieszony na siłomierzu obciążnik zanurz w wodzie
i odczytaj wskazanie siłomierza.
• Oblicz różnicę wskazań siłomierza – siłę wyporu.
• Oblicz ciężar wody wypartej przez sześcian i porównaj
z wynikiem wartości siły wyporu.
• Jeśli masz sześciany o tej samej objętości, wykonane z innych substancji, to powtórz dla nich pomiary.

Obserwacje i wyniki:
• Ciężar obciążnika w powietrzu wynosi F 1.
• Po zanurzeniu obciążnika w wodzie wskazanie siłomierza jest mniejsze i wynosi F 2 , ponieważ woda działa na klocek siłą
wyporu F w , zwróconą w górę.
• Objętość wody wypartej przez sześcian jest równa objętości sześcianu V (znasz sposoby wyznaczenia objętości ciała
o regularnym kształcie).
• Na obciążnik działa, zwrócona do góry, siła wyporu. Siła ta jest równa co do wartości różnicy wskazań siłomierza: F w = F 1 – F 2 .
• Obliczmy ciężar wody wypartej przez sześcian po zanurzeniu go w wodzie: F c wypartej wody = m · g
• Ponieważ m = d c · V (gdzie d c – gęstość cieczy, a V – objętość sześcianu, równa objętości wypartej cieczy), po
podstawieniu otrzymamy: F c wypartej wody = d c · V · g.
Dla innych sześcianów:
• Podczas zanurzenia innych sześcianów wskazówka siłomierza podniosła się o tę samą wartość.
Wnioski:
• Po porównaniu ciężaru wypartej wody z wartością siły wyporu okazuje się, że są one równe: F c wypartej wody = F w = d c · V · g
• Wartość siły wyporu dla innych sześcianów o tej samej objętości jest taka sama.
Pamiętaj o niepewnościach pomiarowych.

107