Используя динамометр 1, цилиндр № 3, сосуд с водой, соберите экспериментальную установку для исследования зависимости выталкивающей силы от объёма погружённой части тела. Для этого последовательно погрузите цилиндр в воду на 1/4 часть объёма, на 1/2 часть объёма и полностью. Для каждого погружения измерьте выталкивающую силу. Абсолютную погрешность измерения веса цилиндра с помощью динамометра принять равной ±0,02 Н, абсолютную погрешность измерения выталкивающей силы принять равной ±0,04 Н. В бланке ответов №2: 1) сделайте рисунок экспериментальной установки для измерения выталкивающей силы и запишите формулу для расчёта выталкивающей силы; 2) для каждого погружения укажите в таблице результаты измерений веса цилиндра в воздухе и веса цилиндра в воде, а также выталкивающей силы; 3) сформулируйте вывод о зависимости выталкивающей силы от объёма погружённой части тела.

Решение: 1) 2) \(P1=mg\) \(P2=mg-Fвыт\) \(Fвыт=P1-P2\) P1, Н | Vпогр | P2,Н | Fвыт,Н 0,65±0,02Н | 1/4 | (0,51±0,02) | (0,14±0,04) 1/2 | (0,38±0,02) | (0,27±0,04) 1 | (0,09±0,02) | (0,56±0,04) 3) Вывод: чем больше объем погруженной части тела, тем больше выталкивающая сила.

Рассеяние световых лучей в атмосфере Проходя через земную атмосферу, поток солнечных лучей частично рассеивается, частично поглощается и до Земли доходит ослабленным. В видимой части спектра поглощение играет малую роль в сравнении с рассеянием. Именно за счёт рассеяния происходит главное ослабление световых солнечных лучей. Рассеяние световых лучей сильно зависит от длины волны: короткие световые волны (фиолетово-голубая часть спектра) рассеиваются значительно сильнее длинных (красная часть спектра). Это приводит к тому, что мы видим небо голубым вследствие рассеяния солнечного света в атмосфере Земли. Чем ближе опускается Солнце к горизонту, тем больше ослабляются его лучи (см. рисунок 1). На рисунке наблюдатель находится на Земле в точке О. Если Солнце в зените, то есть вертикально над головой, то его лучи проходят в атмосфере путь АО. По мере приближения Солнца к горизонту путь его лучей увеличивается и достигает максимальной длины (ЕО), когда Солнце оказывается на горизонте. Рисунок 1. Длина пути, проходимого солнечными лучами в атмосфере, при разной высоте Солнца над горизонтом На более длинном пути потери коротковолновых, то есть фиолетовых и синих лучей становятся более заметными, и в прямом свете Солнца до поверхности Земли доходят преимущественно длинноволновые лучи: красные, оранжевые, жёлтые. Поэтому цвет Солнца по мере его опускания к горизонту становится сначала жёлтым, затем оранжевым и красным. Красный цвет Солнца и голубой цвет неба – это два следствия одного и того же процесса рассеяния. В 1869 г. английский физик Дж. Тиндаль выполнил следующий опыт: через прямоугольный аквариум, заполненный водой, пропустил слабо расходящийся узкий пучок белого света (см. рисунок). Какой оттенок (голубой или красный) имел пучок при рассмотрении его с выходного торца? Ответ поясните.

Ответ: Световой лучок будет иметь красный оттенок. Лучи разного цвета при прохождении сквозь воду рассеиваются в разной степени. Больше всего рассеиваются лучи коротковолновой части спектра. Следовательно, в прошедшем сквозь аквариум свете будут преобладать лучи длинноволновой (красной) части видимого спектра.

Сообщающиеся сосуды, наполненные водой, разделены снизу перегородкой К. Будет ли переливаться вода из одного сосуда в другой, если открыть перегородку? Ответ поясните.

1. Вода не будет переливаться. 2. Поскольку жидкость в сообщающихся сосудах имеет одинаковую плотность, то в соответствии с формулой p = ρgh, где p — давление на дно сосуда, ρ — плотность вещества, h — высота столба жидкости, давление на дно будет одинаковым. Следовательно, после открытия перегородки уровень жидкости не изменится и вода переливаться не будет.

Нагретый камень массой \(5\) кг, охлаждаясь в воде массой \(2\) кг на \(4\) °С, нагревает её на \(1\) °С. Чему равна удельная теплоёмкость камня? Тепловыми потерями можно пренебречь.

Запишем уравнение теплового баланса: \(Q_{пол}=Q_{отд}\) В процессе теплообмена камень отдает теплоту при охлаждении: \(Q_{отд}=c_кm_к\Delta t_к\) А вода - получает и за счет нее нагревается: \(Q_{пол}=c_вm_в\Delta t_в\) Уравнение теплового баланса принимает вид: \(Q_{отд}=c_кm_к\Delta t_к=c_вm_в\Delta t_в\) Подставим числовые значения и найдем удельную теплоемкость камня: \(c_к\cdot 5\cdot 4=4200\cdot 2\cdot 1 \\ 20c_к=8400 \\ c_к=420~\frac{Дж}{кг\cdot ^{\circ}С}\) Ответ: 420 \(\frac{Дж}{кг\cdot ^{\circ}С}\)