Комплект за демонстрация на Закона на Архимед
Този специализиран комплект е предназначен за нагледно и прецизно изучаване на хидростатичното налягане и изтласкващата сила (Архимедова сила). Чрез него учениците могат директно да потвърдят фундаменталния закон, че върху всяко тяло, потопено в течност, действа изтласкваща сила, равна на теглото на изместената от тялото течност.
Ключови компоненти на комплекта:
Измервателна апаратура: Динамометър (0–2,5 N) с дълга кука (15 см) за точно отчитане на теглото във въздух и във вода.
Цилиндрична система:
Градуиран затворен цилиндър (0–65 см³);
Градуиран отворен цилиндър (0–90 см³);
Цилиндър с преливник (за точно измерване на изместената течност).
Работни тела: Плътен пластмасов цилиндър и комплект от 10 тежести (по 10 г всяка) за настройка на плътността и масата.
Технически спецификации:
Отворен цилиндър с преливник: Ø 6,5 см, височина 14,5 см
Материали: Висококачествена пластмаса за дълготрайна училищна употреба.
Приложение в образователната сфера
Комплектът позволява провеждането на ключови демонстрационни опити по физика:
Доказване на Закона на Архимед: Учениците измерват теглото на плътния цилиндър във въздуха, след което го потапят в цилиндъра с преливник. Изместената течност се събира в градуирания съд, след което се претегля, за да се докаже, че загубата на тегло (Архимедовата сила) е равна на теглото на събраната вода.
Изследване на плътността: Използването на 10-те тежести позволява промяна на масата на изследваното тяло, което помага на учениците да разберат връзката между плътността, обема и плаваемостта.
Демонстрация на хидростатичен натиск: Използването на отворения и затворения цилиндър помага за визуализиране на начина, по който течността оказва сила върху стените и дъното на съдовете.
STEM проекти: Комплектът е идеална база за проекти, свързани с проектирането на плавателни съдове, изчисляване на товароносимост и разбиране на принципа на водоизместимостта.
Архимедовата сила (Fа) е равна на произведението от плътността на течността (ρ), земното ускорение (g) и обема на потопената част от тялото (V).
Обяснение на елементите във формулата:
• Fа (Архимедова сила): Изтласкващата сила, която действа върху тялото, потопено в течност или газ. Тя е насочена вертикално нагоре.
• ρ (Плътност на течността): Масата на единица обем от течността, в която е потопено тялото (измерва се в kg/куб. m).
• g (Земно ускорение): Константа, която представлява ускорението, с което телата падат към Земята (приблизително 9,81 m/кв. s).
• V (Обем на потопената част): Обемът на течността, която е била изместена от тялото (измерва се в куб. m).
С други думи, законът на Архимед гласи, че върху всяко тяло, потопено в течност, действа изтласкваща сила, която е равна на теглото на изместената от тялото течност.
