Задачи › Сила Архимеда

Толщина стенки трубки

  1. Толщина стенки трубки

    Санкт-Петербургская 2016/17, 8 кл.
    5/10

    Оборудование: металлическая трубка, деревянная линейка длиной \(50\) см, маленький кусочек деревянной линейки, гайка с известной массой, равной \(10{,}0\) г, сосуд с водой, нитки, ножницы по требованию, бумажные салфетки для поддержания чистоты на рабочем месте.

    Задание заключается в том, чтобы определить толщину стенок металлической трубки. Сложность данного задания заключается в том, что толщина стенок трубки маленькая, поэтому прямое измерение линейкой будет очень неточным. К тому же в процессе нарезания трубки концы оказались слегка загнуты внутрь. Это ещё больше усложняет прямое измерение толщины стенки. Однако при помощи выданного оборудования можно достаточно точно определить объём трубки, её длину и диаметр. Это позволит вычислить толщину стенок трубки.

    Примечание: плотность воды считать равной \(\rho_в = 1000\) кг/м\(^3\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Вес трубки в воде отличается от её веса на воздухе на силу Архимеда; по этой разности найдите объём трубки.

    Ответ

    Толщина стенок около \(1{,}0\) мм (по критериям оценивания: в диапазоне \(1{,}0 \pm 0{,}1\) мм).

    Решение

    Большую деревянную линейку используем как рычаг, кусочек линейки — как точку опоры. Уравновешиваем 50-см линейку на кусочке линейки и определяем положение её центра тяжести: дерево неоднородно, центр масс обычно не совпадает с серединой, поэтому при измерениях кусочек располагают под центром масс.

    К разным концам линейки подвешиваем на нитках трубку и гайку и, двигая точки подвеса, добиваемся равновесия. По правилу рычага определяем массу трубки. Повторяем измерения для трубки, погружённой в воду: тогда определяем её вес в воде, равный разности силы тяжести и силы Архимеда. Зная плотность воды, по полученным результатам вычисляем объём трубки. Линейкой измеряем длину трубки и диаметр (или длину окружности трубки). Далее по геометрии трубки вычисляем толщину стенок (при расчётах учитывается толщина стенок).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх