Question

3. У вану з водою розміром 1.0×1.0 м занурити тіло. Рівень води в ванній зріс на 0.02 м. Визначіть виштовхування силу що діє на щанурене тіло.

Answer 1

Для вирішення задачі потрібно скористатися законом Архімеда: тіло, занурене в рідину, витісняє рідину об'ємом свого тіла. Виштовхувальна сила, що діє на занурене тіло, дорівнює вазі витісненої рідини.

Об'єм витісненої рідини дорівнює об'єму зануреного тіла, оскільки тіло повністю заміщує рідину. Об'єм зануреного тіла дорівнює об'єму води, який піднявся в ванні після занурення тіла. Тому об'єм витісненої рідини дорівнює площі основи ванни (1.0 м × 1.0 м) помноженому на висоту підняття рівня води (0.02 м):

V = 1.0 м × 1.0 м × 0.02 м = 0.02 м³

Тому виштовхувальна сила, що діє на занурене тіло, дорівнює вазі цієї витісненої рідини. Питома вага води дорівнює 1000 кг/м³. Тому маса витісненої води дорівнює:

m = ρV = 1000 кг/м³ × 0.02 м³ = 20 кг

Отже, виштовхувальна сила, що діє на занурене тіло, дорівнює вазі цієї витісненої рідини і дорівнює:

F = mg = 20 кг × 9.8 м/с² ≈ 196 Н

Відповідь: виштовхувальна сила, що діє на занурене тіло, дорівнює близько 196 Н.

Answer 2

Для визначення виштовхувальної сили, яка діє на занурене тіло, ми можемо скористатись законом Архімеда. Згідно з цим законом, виштовхувальна сила, що діє на тіло, дорівнює вазі розтікаючоїся води.

Запишемо формулу для виштовхувальної сили:

F = ρ * V * g,

де F - виштовхувальна сила, ρ - густина розтікаючоїся води, V - об'єм води, який розтікався, g - прискорення вільного падіння.

Густина води розташованої в ванній може бути приблизно взята рівною 1000 кг/м³, прискорення вільного падіння можна взяти 9,8 м/с².

Об'єм води, який розтікався, дорівнює різниці об'ємів до і після занурення тіла. Різниця висоти рівня води дорівнює 0.02 м.

Так як розмір ванни 1.0 × 1.0 м, то площа основи ванни дорівнює 1.0 м².

Отже, об'єм води, який розтікався, V, можна вирахувати за формулою:

V = A * h,

де A - площа основи ванни, h - різниця висоти рівня води.

Підставимо відомі значення:

V = 1.0 м² * 0.02 м = 0.02 м³.

Тепер можемо обчислити виштовхувальну силу:

F = 1000 кг/м³ * 0.02 м³ * 9.8 м/с² ≈ 196 Н.

Отже, виштовхувальна сила, що діє на занурене тіло, приблизно дорівнює 196 Н.