Question

Пузырек метана объемом 2 см3, образовавшийся на дне озера на глубине 5 м, всплывает на поверхность. Чему равна работа выталкивающей силы при всплытии? Увеличением объема пузырька при всплытии пренебречь.

Answer 1

V=2см3=0,000002м3

Fa=1000*10*0,000002=0,02H

A=0,02*5=0,1Дж

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно знать плотность метана и плотность воды, а также ускорение свободного падения.

Плотность метана при нормальных условиях составляет примерно 0,717 кг/м³, а плотность воды при температуре 20 °C и атмосферном давлении примерно 1000 кг/м³.

Объем пузырька равен 2 см³, или 0,000002 м³.

Сила Архимеда, действующая на пузырек, равна весу воды, которую он вытесняет, и определяется по формуле:

F(Архимеда) = плотность жидкости × объем вытесненной жидкости × ускорение свободного падения

Масса вытесненной жидкости равна массе пузырька, которая вычисляется по формуле:

m = плотность метана × объем пузырька

Таким образом, сила Архимеда равна:

F(Архимеда) = плотность жидкости × плотность метана × объем пузырька × ускорение свободного падения

F(Архимеда) = 1000 кг/м³ × 0,717 кг/м³ × 0,000002 м³ × 9,81 м/с²

F(Архимеда) = 0,014 Н (округляя до тысячных)

Таким образом, работа, совершаемая выталкивающей силой при всплытии, равна произведению силы Архимеда на расстояние, на которое перемещается пузырек. Поскольку пузырек перемещается вертикально на расстояние 5 м, работа выталкивающей силы составляет:

W = F(Архимеда) × h = 0,014 Н × 5 м = 0,07 Дж (округляя до сотых).