Question

Какую минимальную силу нужно приложить к пустой консервной банке массой 60 г и объёмом 320 мл, находящейся под водой, чтобы не давать ей всплывать? Какую минимальную силу придётся приложить к такой же банке с мясными консервами плотностью 1800 кг/м3, чтобы она не утонула?

Answer 1

Ответ:F = ρVg = 1000 кг/м³ * 0,00032 м³ * 9,81 м/с² ≈ 3 НТаким образом, чтобы не давать пустой консервной банке всплывать, нужно приложить силу, равную 3 Н.

Чтобы не дать банке с мясными консервами утонуть, нужно приложить силу, равную силе тяжести банки, вычитая из нее силу Архимеда, которая действует на банку, когда она находится в воде. Сила тяжести банки с массой 60 г равна:Fт = mg = 0,06 кг * 9,81 м/с² ≈ 0,59 Н

F = Fт - Fа ≈ 0,59 Н - 5,54 Н ≈ -4,95 НПолученный результат отрицательный, что говорит о том, что чтобы не дать банке с мясными консервами утонуть, нужно приложить не только силу, равную силе тяжести банки, но и дополнительную силу, равную примерно 4,95 Н, направленную вверх

Объяснение:

Answer 2

Чтобы банка не всплывала, нужно приложить силу, равную весу воды, занимаемой объемом банки.

1. Рассчитаем вес воды, занимаемой пустой банкой: Плотность воды = 1000 кг/м³ (приближенное значение для воды при комнатной температуре) Объем банки = 320 мл = 320 * 10^(-6) м³ Масса воды = Плотность * Объем = 1000 * 320 * 10^(-6) кг

   Вес воды = Масса воды * Ускорение свободного падения (обычно принимается равным 9.8 м/с²)

2. Рассчитаем минимальную силу, которую нужно приложить к пустой банке: Минимальная сила = Вес воды

Теперь рассмотрим ситуацию с банкой, наполненной мясными консервами.

3. Рассчитаем массу мясных консервов: Плотность мясных консервов = 1800 кг/м³ Объем банки (тот же, что и в предыдущем случае) = 320 * 10^(-6) м³ Масса мясных консервов = Плотность * Объем

4. Рассчитаем минимальную силу, которую нужно приложить к банке с мясными консервами: Минимальная сила = Вес воды + Вес мясных консервов

Учтите, что в реальности может потребоваться большая сила, чтобы удерживать банку на месте из-за дополнительных факторов, таких как сопротивление воздуха и некоторые неучтенные факторы, связанные с поверхностными свойствами банки и жидкости. Эти расчеты основаны на идеализированной модели без учета этих дополнительных факторов.