Задание 1.
Французский учёный Декарт (1596-1650) для демонстрации некоторых гидростатических явлений придумал прибор. Высокий стеклянный сосуд (банку) наполняли водой, оставляя сверху сосуда небольшой объём воздуха. В этот сосуд опускали небольшую полую стеклянную фигурку. Фигурку заполняли частично водой и частично воздухом так, чтобы она только немного выходила из воды. Сверху стеклянный сосуд плотно закрывали куском тонкой кожи. Нажимая на кожу, можно было заставить фигурку плавать в воде и на воде, а также тонуть.
Изготовьте такой прибор («картезианский водолаз») и проделайте с ним опыты. Фигурку замените небольшим поплавком, а сосуд закройте резиновой плёнкой (рис. 158, а. На рисунке 158, б изображён другой вариант этого прибора).
Объясните действие прибора. Продемонстрируйте на этом приборе законы плавания тел.
При нажатии на мембрану, по закону Паскаля это давление передается воздуху фигурки, воздух в фигурке сжимается, и фигурка набирает воду. Так как суммарная плотность фигурки увеличивается, то увеличивается и сила тяжести, действующая на фигурку. Когда сила тяжести становится больше архимедовой силы, действующие на фигурку, то фигурка тонет. Когда сила тяжести становится равной архимедовой силе, действующие на фигурку, то фигурка останавливается на одном уровне.
Если перестать оказывать давление на бутылку, то сжатый воздух в пипетке снова расширится, объем воды в пипетке уменьшится, суммарная плотность фигурки уменьшится, уменьшится и сила тяжести, действующая на фигурку. Фигурка вернётся в первоначальное положение (всплывёт на поверхность жидкости).