Вырезать из моркови кубик или брусочек, поместить в воду

Вырезать из моркови кубик или брусочек, поместить в воду и найти выталкивающую силу, действующую на этот брусочек. Рассчитайте плотность моркови и вес вытесненной жидкости. Морковь можно заменить картошкой, яблоком.

Опыт с морковкой. 

               1)  Из толстой морковины я вырезал кубик размером 2х2х2 см, то-есть куб с размером ребра L=0,02 м.   

Объем кубика     $V_1=L^3=0,02^3=0,000008\;\text{м}^3$

               2) Далее я взял тонкий стакан, поставил его в глубокую тарелочку и стакан до краев наполнил водой. Надо лить осторожно, не переливая, до самой верхней кромки стакана!

              3) Аккуратно опускаем морковный кубик в стакан с водой. Вода полилась через край, кубик погрузился в воду, не полностью, а частично и плавает.

              4) Вынимаем стакан из тарелки.

              5) Надо измерять объем вытесненной кубиком воды, находящейся в тарелочке.  Это можно сделать мерным стаканом, мерной мензуркой или шприцем.  Я воспользовался шприцем.
У меня получилось 7,5 миллилитров или это 7,5 см.кубических или $7,5*10^{-6}\;\text{м}^3$
             
              6) Архимедова сила - она же выталкивающая сила:

$F=\rho_2 V_2g$                    (1)

где $\rho_2,\;V_2,\;g$ - соответственно плотность воды, объем вытесненной воды, ускорение земного тяготения. 

Плотность воды - это табличная величина   $\rho_2=1000\;\text{кг/м}^3$

$F=1000*7,5*10^{-6}*9,81\approx 0,074\;H$              (2)

              7)  Вес вытесненной жидкости

$P_2=m_2g$                 $m_2=\rho_2V_2$             

$P_2=\rho_2V_2g$                 (3)

$P_2=1000*7,5*10^{-6}*9,81\approx 0,074\;H$           

 Вес получился в точности равен выталкивающей силе. Хотя, если сравнить формулы (1) и (3), то всё очевидно. 
             
              8) Плотность морковки

Поскольку морковка плавает, то ее вес уравновешен выталкивающей силой:

$P_1=F$                $P_1=m_1g$            $F=\rho_2V_2g$

$m_1g=\rho_2V_2g$

Масса морковки $m_1=\rho_2V_2$

Плотность морковки:      $\rho_1=\frac{m_1}{V_1}=\frac{\rho_2V_2}{V_1}$

$\rho_1=\frac{1000*7,5*10^{-6}}{0,000008}\approx 938\;\text{кг/м}^3$$

Комментарии