Установите прибор, пока без резинового шнура. Сначала нужно скомпенсировать силу трения между тележкой и дорожкой. Это достигается поднятием одного конца дорожки до тех пор, пока тележка не начнет двигаться с постоянной скоростью (т. е. пока точки на телеграфной ленте не бу­дут располагаться на одинаковых расстояниях друг от друга).

   Теперь присоедините резиновый шнур к одному из штырей и растягивайте его, пока он не достигнет уровня двух других штырей. Для растяжения шнура нужно приложить неко­торую силу F, и эта сила F будет оставаться постоянной, если длина растянутого шнура так­же будет постоянной при протягивании те­лежки по дорожке. Протяните телеграфную ленту длиной 3 м под копировальным диском и приклейте один ее конец к тележке.

Согласно второму закону Ньютона, выраженному формулой F = ma, для определенного тела ускорение а прямо пропорционально приложенной внеш­ней силе F. Мы можем проверить со­отношение а ~ F для данного тела, использовав динамическую тележку.

Интересно сначала взглянуть на диаграмму сил свободного тела для движущейся тележки. W — это на­правленная вертикально вниз сила притяжения тележки Землей, F₁ — сила трения, действующая со стороны дорожки на тележку, и R — сила реак­ции дорожки, действующая на тележ­ку.

Второй закон движения Ньютона можно сформулировать следующим образом: «Быстрота изменения им­пульса тела равна внешней силе, действующей на тело, при этом изме­нение импульса тела происходит в на­правлении действия силы».

Рассмотрим тело массой m, движу­щееся с начальной скоростью v. Оно ускоряется до скорости v за время t в результате приложения постоянной неуравновешенной силы F, действую­щей  в течение времени  t.

Изменение импульса:

Δp = (+mv) - (+mu)

 Δp = mv - mu

Ускорением объекта является из­менение его скорости за единицу вре­мени: ускорение = изменение скорости / затраченное время в направлении изменения.

Ускорение также векторная величи­на, и она требует указания значения и направления ускорения. Заметьте, что объект, движущийся с постоянной скоростью, не обладает ускорением, поскольку нет изменения скорости. Постоянное ускорение требует, чтобы скорость менялась постоянно со вре­менем.

Для того чтобы определить силу, действующую на тело массой m, нужно уметь определять постоянное ускоре­ние тела, потому что сила F может быть определена по формуле F = ma, где, a - ускорение.

 Условие плавания тел следующее: если вес тела в точности равен весу вытесненной им жидкости, оно будет находиться в равновесии внутри жид­кости (плавать).

 Ареометры

Прибором, принцип действия ко­торого основан на законе Архимеда, является ареометр постоянного веса, который плавает на разных уровнях в жидкостях с различной плотностью. Один из видов такого ареометра по­казан на рисунке. Ареометр по­гружается в жидкость до тех пор, пока вес вытесненной жидкости не уравняется с его весом. Ареометр про градуирован для измерения плотности жидкости в кг-м^-3. Он плавает вер­тикально, потому что его колба на­гружена свинцовой дробью. Узкая стеклянная трубка ареометра дает большую точность показаний.

 Выталкивание имеет место не толь­ко в жидкостях, оно также может про­исходить и в газах. Например, и шары, наполненные горячим воздухом или водородом, и дирижабли, и пр. все могут плавать или даже подниматься в воздух вследствие выталкивания, когда объект вытесняет большой объем воздуха, вес которого равен весу объекта или превышает его. Представьте шар, надутый воздухом, как на рисунке. Вес воздуха внутри шара и вес материала, из ко­торого он сделан, в сумме всегда бу­дут больше веса воздуха, вытесняемого шаром, поскольку объем вытеснен­ного воздуха приблизительно равен объему воздуха внутри шара. Поэтому подъемная сила U₁меньше веса W₁ и результирующая сила, направленная вниз, которая действует на шар, за­ставляет его медленно опускаться. Су­ществует также тормозящая сила тре­ния F (сопротивление воздуха), воз­никающая вследствие движения шара в воздухе, которая замедляет это движение.

Представим себе пробку, которая погружается под поверхность воды в сосуде (рис. 3.14).  Силами,   действующими на пробку, являются сила тяжести W и сила давления F вниз пальца плюс выталкивающая сила U₁ воды. Если пробка неподвижна, то W + F = U₁. Поскольку U₁>W, то ре­зультирующая этих двух сил, направ­ленная вверх (U₁ — W), заставит пробку ускоряться вверх, когда палец уб­ран. Постепенно пробка придет в сос­тояние покоя в частично погруженном в воду положении. Это произойдет при U₂=W, т. е. когда выталкиваю­щая сила U₂ станет равна весу пробки. Архимед исследовал закономерности плавания тел и обнаружил зависи­мость, известную как закон Архиме­да.