Question

Яку силу треба прикласти, щоб утримувати під водою корок, маса якого 24 г? Густина води 1000 кг/м3, густина корока 240 кг/м3, прискорення вільного падіння вважити 10 м/с2. Відповідь дати в Ньютонах, з точністю до сотих. * a) 0,9 б) 0,76 в) 12 г) 76

Answer 1

Какую силу надо приложить, чтобы удерживать под водой пробку, масса которой m = 24 г? Плотность воды ρ = 1000 кг/м3, плотность пробки ρ' = 240 кг/м3, ускорение свободного падения g = 10 H/кг. Ответ дать в Ньютонах с точностью до сотых.

---------------------------------------

Вес пробки в воздухе:

       P = mg = 0,024 · 10 = 0,24 (Н)

Объем пробки:

       V = m/ρ' = 0,024 : 240 = 0,0001 (м³)

Выталкивающая сила, действующая на пробку, полностью погруженную в воду:

       Fₐ = ρgV = 1000 · 10 · 0,0001 = 1 (H)

Так как плотность пробки меньше плотности воды, то пробка в воде без посторонней силы будет плавать. Для удержания ее под водой необходимо приложить силу, сонаправленную с силой тяжести и численно равную:

        F = Fₐ - P = 1 - 0,24 = 0,76 (H)  

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі нам потрібно врахувати, що корок утримується під водою завдяки архімедовій силі. Ця сила виникає через різницю густини корка та густини води і спрямована вгору.

Архімедова сила (F_archimedes) може бути знайдена за формулою:

F_archimedes = густина_рідини * об'єм_зануреної_частини * прискорення_вільного_падіння

Об'єм_зануреної_частини = маса_корка / густина_корка

Підставимо дані:

маса_корка = 24 г = 0.024 кг густина_корка = 240 кг/м^3 густина_рідини (води) = 1000 кг/м^3 прискорення_вільного_падіння = 10 м/с^2

Обчислимо об'єм_зануреної_частини:

Об'єм_зануреної_частини = 0.024 кг / 240 кг/м^3 = 0.0001 м^3

Тепер знаємо об'єм_зануреної_частини, і ми можемо знайти архімедову силу:

F_archimedes = 1000 кг/м^3 * 0.0001 м^3 * 10 м/с^2 = 1 Н

Отже, сила, яку потрібно прикласти, щоб утримувати корок під водою, дорівнює 1 Н. Округлимо це значення до сотих:

Відповідь: а) 0,9