Question

25. Груз массой т = 2,0 кг, подвешенный на тонкой нити, целиком погружен в воду и не касается дна сосуда (см. рисунок). Модуль силы натяжения нити Т = 13 Н. Найдите объем груза.

Answer 1

На груз действует сила тяжести, равная  и выталкивающая сила (сила Архимеда), равная , где  кг/м3 – плотность воды, т.е.

откуда

 литров.

Answer 2

Для решения данной задачи необходимо воспользоваться законом Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует восходящая сила, равная весу вытесненной жидкости.

Первым шагом найдем вес груза. Вес определяется по формуле: В = м * g, где м - масса груза, g - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с^2).

В нашем случае: м = 2,0 кг, g = 9,8 м/с^2.

Подставляя значения, получаем: В = 2,0 кг * 9,8 м/с^2 = 19,6 Н.

Так как груз не касается дна сосуда и целиком погружен в воду, сила натяжения нити (Т) равна весу груза (В): Т = В = 19,6 Н.

Теперь, применяя закон Архимеда, можем найти объем груза. Закон Архимеда записывается следующим образом: Восходящая сила = Плотность жидкости * g * V, где Плотность жидкости - плотность воды (примерно 1000 кг/м^3), g - ускорение свободного падения, V - объем груза (что нам нужно найти).

Так как восходящая сила равна весу груза, то можно записать: В = Плотность жидкости * g * V.

Выразим V: V = В / (Плотность жидкости * g).

Подставляем значения: V = 19,6 Н / (1000 кг/м^3 * 9,8 м/с^2) ≈ 0,002 м^3.

Ответ: объем груза составляет около 0,002 м^3 (или 2 литра).