1  ^?? Закрепите в штативе шприц. Под шприц поставьте стакан. Измерьте зависимость объемного потока $Q$ жидкости, вытекающей из иглы, от высоты $h$. Постройте график исследуемой зависимости таким образом, чтобы в область построения графика попала точка $(0;0)$. Определите угловой коэффициент зависимости $\alpha$.

Собсрем установку, описанную в условии. Под стакан, в который будут падать капли, поместим весы. Это обеспечит более точное определение массы воды, вытекшей из шприца, но сравнению с измерениями при использовании шкалы шприца (погрешность измерения массы с помощью весов $\approx 0.03~г$, погрешность измерения объёма по шкале шприца $\approx 0.5~мл$). Будем наполнять шприц до отметок в $V=60,50,40, \ldots~мл$ и измерять время $t$, за которое показания весов увеличатся на $m=1.00~г$. Расход воды можно рассчитать по формуле:
$$Q=\frac{m}{\rho t}, \tag{3}$$где $\rho=1.0~г/см^3$ – плотность воды. Высота от конца иголки до нулевого деления на ширице составит $h_{0}=5.20 \pm 0.05~см$. Полная высота шкалы шприца составляет $l=9.10 \pm 0.05~см$. Тогда высоту столба жидкости в каждом эксперименте легко рассчитать как:
$$h=h_{0}+\frac{V-0.5~мл}{60~мл} \cdot l \tag{4}$$Необходимость смещения значения объема на $0.5~мл$ связана с тем, что дно шприца имеет форму конуса, на котором умещается $0.5~мл$ воды ниже нулевой отметки шкалы (определяется экспериментально). Для каждой величины $V$ измерим время $t$ три раза, в вычислениях используем среднее арифметическое. Занесем данные в таблицу и построим график зависимости $Q(h)$.

$V,~мл$	$h,~см$	$t_1,~с$	$t_2,~с$	$t_3,~с$	$Q,~мкл/с$	$t_2,~с$	$t_3,~с$	$t'_3,~с$	$Q_1,~мкл/с$
60	14.22	47.06	44.62	44.69	22.00	39.75	41.75	41.03	24.48
50	12.71	52.44	50.38	52.32	19.34	44.36	48.38	48.69	21.21
40	11.19	59.75	58.65	61.44	16.68	56.35	53.68	54.98	18.18
30	9.67	72.34	71.54	72.12	13.89	63.44	61.36	65.42	15.77
20	8.16	92.59	98.56	90.98	10.63	77.22	79.32	75.04	12.95
10	6.64	124.56	121.44	122.75	8.14	97.65	99.98	98.25	10.14

Проведем аналогичный эксперимент для варианта установки, в котором игла погружена в воду. Для каждой величины $V$ измерим время $t'$ три раза, в вычислениях используем среднее арифметическое. Данные также внесем в таблицу, график зависимости объемного расхода $Q_{1}$ от времени для удобства нанесем на одни те же оси с предыдущим графиком.

По графику можно утверждать, что полученные зависимости описываются линейными функциями с одинаковыми угловыми коэффициентами $\alpha$, но с разными смещениями:

2  ^?? Исследованная зависимость может быть описана предложенной в начале условия моделью лишь с некоторой поправкой на введение эффективной длины водяного столба $h_{эффект}=h+\Delta h$. То есть, объемный поток жидкости пропорционален некоторой эффективной длине столба жидкости, отличающейся от реального значения на величину $\Delta h$ :
$$Q=\alpha h_{эффект} \tag{2}$$Используя результаты измерений, проведённых в предыдущем опыте, определите величину $\Delta h$ (численное значение и знак).

Так, график зависимости измеренной без погружения конца иглы в воду пересекает горизонтальную ось в значении $h_{0}=2.3 \pm 0.4~см$. Тем самым эффективная длина водяного столба меньше реального значения. То есть

3  ^?? Потребность введения эффективной длины столба в частности связана с тем, что жидкость во время вытекания из иглы образует капли на конце иглы. Для того, чтобы этот эффект перестал иметь значение, погрузите нижний конец иглы в воду на малую глубину $\approx 1~мм$. Повторите эксперимент по измерению объемного потока воды от высоты столба жидкости. Постройте график исследованной зависимости объемного потока $Q$ от длины столба жидкости $h$. Можно ли утверждать, что погружение конца иглы в воду не повлияло на коэффициент пропорциональности $\alpha$ ? Можно ли считать, что введение поправки эффективной длины столба жидкости в такой конфигурации установки не требуется? Ответы подтвердите численными значениями, описывающими полученный график.