В этой задаче вам выдан серый ящик (СЯ), который вам предстоит изучить. Он представляет из себя герметично закрытую с одного конца трубу. Известно, что внутреннее сечение трубы непостоянно: она состоит из двух частей с некоторыми постоянными сечениями $S_1$ и $S_2$, как показано на рисунке 1. Длина нижней части равна $H$. Вам предстоит определить все эти три величины.
Соберите установку, изображенную на рисунке 2. Расположите серый ящик вертикально, надев его на металлический стержень, закрепленный при помощи гайки в муфте штатива, через специальные отверстия в верхней части трубы. Убедитесь, что СЯ может свободно и почти без трения вращаться вокруг оси крепления.
Привяжите к нижней части трубы нитку. Второй конец нитки привяжите ко второй гайке и прикрепите на нее магнит. При помощи струбцины зажмите на поверхности стола брусок с прикрепленными весами таким образом, чтобы измерительная площадка была расположена перпендикулярно столу. Закрепите на измерительной площадке весов магнит с гайкой и привязанной ниткой. Место крепления магнита к измерительной площадке весов определите по наибольшей силе притяжения магнита (рис. 2).
Поставьте штатив рядом с бруском таким образом, чтобы нить лежала в плоскости, в которой поворачивается труба, а ось вращения СЯ была параллельна плоскости измерительной площадки весов. Нить не должна иметь существенного предварительного натяжения, но и не должна провисать.
Переместите штатив параллельным переносом так, чтобы он сдвинулся по горизонтали перпендикулярно плоскости измерительной поверхности весов на расстояние $x\approx 8 \ см$. Прижмите основание штатива к плоскости стола при помощи второй струбцины. Отрегулируйте высоту крепления муфты так, чтобы нить в натянутом состоянии была горизонтальной. Включите весы. Обнулить их показания можно нажав кнопку «TARE».
Примите плотность воды равной $\rho=1.0 \ г/см^3$. Погрешность плотности воды в расчетах не учитывайте.
Не перегружайте платформу весов! Они могут выйти из строя.
Если ваши весы отклеились от бруска, не пытайтесь приклеить их самостоятельно. Обратитесь к организаторам.
A1 2.00 Начните добавлять воду в трубу при помощи шприца через отверстие, расположенное в верхнем торце СЯ. Измерьте зависимость показаний весов $m^*$ от объема добавленной воды $V$. В процессе измерений не меняйте положения серого ящика и не касайтесь его!
Обратите внимание, что если показания весов не изменяются в течение минуты, они отключаются. После каждого повторного включения показания весов обнуляются.
При необходимости вы можете сливать воду из СЯ через верхние отверстия обратно в стакан.
