Сергей Бивис
Мастер
(1587)
12 месяцев назад
Эксперимент: Изучение давления и плавучести с использованием водолазного колокола
Цель:
Демонстрация принципов работы водолазного колокола, изучение изменения давления и объема воздуха под водой.
Оборудование:
Модель водолазного колокола (или большая прозрачная емкость, такая как перевернутая стеклянная банка или пластиковая бутылка без дна).
Глубокий аквариум или большая емкость с водой.
Барометр или датчик давления (по возможности).
Гидростатический манометр (по возможности).
Линейка или измерительная лента.
Грузики (чтобы стабилизировать водолазный колокол).
Процедура:
Подготовка водолазного колокола:
Наполните аквариум или большую емкость водой.
Убедитесь, что модель водолазного колокола открыта снизу и герметична сверху. Прикрепите грузики к колоколу, чтобы он мог погружаться в воду и оставаться в вертикальном положении.
Погружение колокола:
Аккуратно опустите водолазный колокол в воду, открытой стороной вниз. Обратите внимание, что воздух в колоколе не позволяет воде полностью заполнить его.
Измерение объема воздуха:
Погрузите колокол на разную глубину и измерьте уровень воды внутри колокола. Используйте линейку или измерительную ленту для определения высоты воздушного столба.
Запишите измерения глубины и соответствующие высоты воздуха в колоколе.
Измерение давления:
Используйте барометр или датчик давления для измерения давления воздуха внутри колокола на разных глубинах. Альтернативно, можно использовать гидростатический манометр для измерения изменения давления в воде на различных глубинах.
Анализ данных:
Постройте график зависимости высоты воздушного столба в колоколе от глубины погружения.
Постройте график зависимости давления воздуха в колоколе от глубины погружения.
Объяснение результатов:
При увеличении глубины погружения водолазного колокола, давление воды вокруг него увеличивается, и воздух внутри колокола сжимается, уменьшая его объем.
Этот эксперимент демонстрирует закон Бойля-Мариотта: при постоянной температуре произведение давления и объема газа остается постоянным (P⋅V=constP⋅V=const).
Также можно обсудить закон Паскаля о том, что изменение давления в одном месте жидкости передается в равной степени во всех направлениях.
Заключение:
Этот эксперимент позволяет наглядно продемонстрировать принципы работы водолазного колокола и законы физики, связанные с давлением и объемом газа под водой.