Question

СРОЧНО ДАМ 50БАЛОВ Якою є маса дослідника (див. рис. 24.1), якщо площа дотику душки і дошки, на якій він стоїть, дорівнює 800 см, а вода в труб встановилася на висоті 1 м? Що треба зробити дослідникові, щоб, нахиляючи трубку, вигнати майже всю воду назовні?​

Answer 1

Відповідь:

Для розв'язання задачі потрібно знати щільність води та значення прискорення вільного падіння.

Значення щільності води дорівнює близько 1000 кг/м³ (або 1 г/см³), а прискорення вільного падіння - 9,81 м/с².

Оскільки площа дотику дослідника з дошкою дорівнює 800 см² (або 0,08 м²), то сила тиску, яку створює дослідник на дошку, може бути знайдена за формулою:

F = p * S,

де p - тиск, S - площа дотику дослідника з поверхнею, на якій він стоїть.

Таким чином, сила тиску дослідника на поверхню дорівнює:

F = p * S = (1000 кг/м³ * 9,81 м/с²) * 0,08 м² = 78,48 Н (ньютон).

Тепер можна знайти масу дослідника за формулою:

m = F / g,

де g - прискорення вільного падіння.

Таким чином, маса дослідника дорівнює:

m = F / g = 78,48 Н / 9,81 м/с² ≈ 8 кг.

Щоб вигнати майже всю воду назовні, дослідникові потрібно підняти трубку на достатню висоту, щоб вона вийшла за межі посудини і вода могла вільно випливати. При цьому потрібно враховувати, що діаметр трубки може впливати на швидкість випливання води і необхідну висоту. Також потрібно слідкувати, щоб вода не потрапляла в електричні прилади або інші предмети, що можуть пошкодитися внаслідок контакту з водою.

Answer 2

Щоб вирішити цю задачу, нам потрібно знати деякі фізичні закони.

Закон Архімеда стверджує, що на тіло, яке занурене в рідину, діє піднімаюча сила, яка дорівнює вазі рідини, яку воно витісняє. Цей закон можна виразити формулою:

F_п = ρ * V * g

де F_п - піднімаюча сила, ρ - густина рідини, V - об'єм рідини, яку витіскає тіло, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,8 м/с² на Землі).

У цій задачі ми можемо використати закон Архімеда для визначення маси дослідника. Площа дотику душки і дошки дорівнює 800 см², а це 0,08 м² (1 м² = 10 000 см²). Таким чином, об'єм води, яку витіснює дослідник, буде дорівнювати 0,08 м³.

Також нам дана висота води в трубі, яка дорівнює 1 м. Це означає, що об'єм води в трубі дорівнює 1 м³.

Оскільки маса дослідника відповідає масі води, яку витіснює дослідник, ми можемо встановити рівність:

маса дослідника = густина води * об'єм води

Так як густина води приблизно дорівнює 1000 кг/м³, підставимо ці значення у формулу:

маса дослідника = 1000 кг/м³ * 0,08 м³ = 80 кг

Отже, маса дослідника становить 80 кг.

Щоб вигнати майже всю воду назовні, дослідникові треба нахилити трубку таким чином, щоб вода зливалася через верхній край трубки. Тоді вода буде стікати вниз, а дослідник не буде її витіс