Question

Срочно пожалуйста,отдаю все свои 15 баллов!! Для занятий подводным плаванием необходим баллон с дыхательной смесью объемом 5 литров. Известно,что в воде на все предметы с стороны воды действует выталкивающая сила (сила Архимеда). На сколько измениться сила,которую придется прилагать дайверу,чтобы удерживать баллон после погружения?? Плотность воды принять за 1000 кг/м3

Answer 1

Ответ:

50 H

Объяснение:

V=0.005 м³    po=1000 кг/м³    Fa=?

===

Fa=po*g*V=1000*10*0.005=50 H

============================

Answer 2

Для решения данной задачи нам понадобится применить принцип Архимеда, который гласит, что на всякое тело, погруженное в жидкость, действует со стороны этой жидкости выталкивающая сила, равная весу выталкивающей жидкостей и направленная вверх. Формула для вычисления этой силы:

$F_{\text{выт}} = \rho_{\text{ж}} \cdot V_{\text{под}} \cdot g,$

где:

• $F_{\text{выт}}$ - выталкивающая сила,
• $\rho_{\text{ж}}$ - плотность жидкости (воды),
• $V_{\text{под}}$ - объем подлежащей погружению части объекта (в данном случае, объем баллона),
• $g$ - ускорение свободного падения (приближенно равно $9.81 \, \text{м/c}^2$).

Сначала найдем массу баллона, используя его объем и плотность дыхательной смеси. Допустим, плотность дыхательной смеси $\rho_{\text{смеси}}$ составляет $x \, \text{кг/м}^3$.

Масса баллона: $m_{\text{баллона}} = \rho_{\text{смеси}} \cdot V_{\text{баллона}},$

где $V_{\text{баллона}} = 5 \, \text{л} = 0.005 \, \text{м}^3$.

Теперь, после того как баллон погрузился в воду, на него начнет действовать выталкивающая сила $F_{\text{выт}}$, равная весу выталкивающей жидкости.

Выталкивающая сила $F_{\text{выт}}$ будет равна весу выталкивающей жидкости $F_{\text{ж}}$, а вес выталкивающей жидкости равен весу воды, выталкиваемой объемом баллона $V_{\text{баллона}}$.

Вес выталкивающей жидкости: $F_{\text{ж}} = \rho_{\text{ж}} \cdot V_{\text{баллона}} \cdot g.$

После погружения баллона, дайверу нужно будет приложить силу, равную разнице между весом баллона в воздухе и весом выталкивающей жидкости:

$\Delta F = m_{\text{баллона}} \cdot g - F_{\text{ж}}.$

Подставив выражения для массы баллона и веса выталкивающей жидкости, получим:

$\Delta F = (\rho_{\text{смеси}} \cdot V_{\text{баллона}}) \cdot g - (\rho_{\text{ж}} \cdot V_{\text{баллона}} \cdot g).$

Фактически, $V_{\text{баллона}} \cdot g$ будет общим множителем в обоих слагаемых, поэтому можно записать:

$\Delta F = g \cdot ( \rho_{\text{смеси}} - \rho_{\text{ж}} ) \cdot V_{\text{баллона}}.$

Подставив известные значения и учитывая, что $\rho_{\text{ж}} = 1000 \, \text{кг/м}^3$, получим:

$\Delta F = 9.81 \cdot ( \rho_{\text{смеси}} - 1000 ) \cdot 0.005.$

Таким образом, чтобы удерживать баллон после погружения, дайверу придется прилагать дополнительную силу $\Delta F$, которая будет зависеть от разницы между плотностью дыхательной смеси $\rho_{\text{смеси}}$ и плотностью воды $\rho_{\text{ж}}$.