Question

Поплавок массой 7 г плавает в воде, погрузившись на треть своего объёма. Чему равна сила Архимеда, действующая на поплавок? Ускорение свободного падения равно 10 м/с2. Ответ выразите в мН, округлив до целого числа. Какую минимальную силу необходимо приложить к поплавку, чтобы удержать его в полностью погружённом состоянии?

Answer 1

Ответ:

ответ 210

Объяснение:

Answer 2

Для решения этой задачи нам потребуется знание принципа Архимеда: "Любое тело, погруженное в жидкость, испытывает со стороны жидкости восходящую силу, равную весу выталкиваемой жидкости".

1. Сначала найдем объем поплавка: Объем поплавка = 1/3 * объем погруженной воды = 1/3 * масса воды / плотность воды.

Масса воды, выталкиваемой поплавком, равна его массе: 7 г. Плотность воды ~ 1000 кг/м³.

Объем поплавка = (1/3) * (7 г) / (1000 кг/м³) = 7 * 10^(-6) м³.

2. Теперь найдем силу Архимеда, действующую на поплавок: Сила Архимеда = плотность жидкости * объем поплавка * ускорение свободного падения.

Плотность жидкости (воды) ~ 1000 кг/м³. Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с².

Сила Архимеда = (1000 кг/м³) * (7 * 10^(-6) м³) * (10 м/с²) = 0.07 Н.

Ответ: Сила Архимеда, действующая на поплавок, равна 0.07 Н (70 мН).

3. Минимальная сила, необходимая для удержания поплавка в полностью погруженном состоянии, равна его весу минус сила Архимеда: Вес поплавка = масса поплавка * ускорение свободного падения = 7 г * 10 м/с² = 0.07 Н.

Необходимая сила = Вес поплавка - Сила Архимеда = 0.07 Н - 0.07 Н = 0 Н.

Так как сила Архимеда полностью компенсирует вес поплавка, минимальная сила, необходимая для удержания поплавка в полностью погруженном состоянии, равна нулю.

Пожалуйста, обратите внимание, что данное решение исходит из упрощенных предположений, таких как равенство плотности воды и поплавка, отсутствие влияния поверхностного натяжения и т.д.