Учебный демонстрационный прибор для проверки закона Архимеда Советский патент 1992 года по МПК G09B23/12 

На чертеже изображено устройство.

Устройство состоит из корпуса 1 с патрубком 2 для/сообщения с компрессором, одного или нескольких слоев жидкости 3, поплавка с полостью 5, манометра 6.

Корпус устройства имеет форму параллелепипеда, а поплавок - форму сферы.

Принцип работы устройства.

Пусть в корпусе имеется жидкость с плотностью р. Объем V и масса m поплавка с манометром подбираются такими, чтобы при отсутствии избыточного давления в сосуде плотность поплавка рп тг была немного меньше р . При этом поплавок плавает по поверхности жидкости. Включив компрессор, начинают увеличивать давление з сосуде. Поскольку жидкость несжимаема, то ее плотность остается неизменной, но существенно меняется плотность поплавка, так как уменьшается его объем за счет сжатия эластичного материала стенок корпуса поплавка. Объем поплавка при упругой его деформации определяется по величине внутреннего давления газа в полости поплавка, которое измеряется по величине внутреннего давления газа в полости поплавка, которое измеряется маномет- ром, заранее проградуированным в единицах объема поплавка. До тех пор, пока /Л/ т, поплавок плавает по поверхности жидкости, все глубже погружаясь в нее с увеличением давления. При /Л/ m поплавок начинает тонуть. Этот момент используется для проверки закона Архимеда: поплавок полностью погружен в жидкость, силы, действующие на него, известны -сила тяжести mg и сила Архимеда, которая должна быть равна силе тяжести. Определив по манометру объем поплавка, можно убедиться, что сила Архимеда действительно определяется как/9 Vg, ибо это выражение будет. равным mg. Если сосуд заполнен несколькими слоями несжимаемых жидкостей, несмешивающихся между собой, например, маслом, водой, глицерином, которые имеют разные плотности, то при увеличении давления в сосуде закон Архимеда проверяется аналогичным образом для каждого слоя

жидкости.

В ходе учебной демонстрации по физике с заявленным прибором будет получено подтверждение того, что сила Архимеда направлена вертикально вверх и численно

равна весу вытесненной телом жидкости.

Учебной прибор дает возможность наглядно проверить закон Архимеда, получив при этом точное количественное выражение для силы Архимеда. Это позволит обучаемым более глубоко уяснить сущность изуча- емого гидростатического явления. Формула изобретения

1.Учебный демонстрационный прибор для проверки закона Архимеда, содержащий герметичный частично заполненный жидкостью сосуд, помещенный в него герметичный полый поплавок, корпус которого выполнен из эластичного материала, и средство для изменения давления в сосуде, о тличающийся тем, что, с целью проведения количественной проверки закона Архимеда, средство для изменения давления в сосуде выполнено в виде компрессора, соединенного с сосудом, а внутри поплавка помещен манометр, проградуированный в единицах объема поплавка.

2.Прибор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения наглядности демонстрации, сосуд частично заполнен поменьшей мере двумя слоями несмешивающихся жидкостей разной плотности.