Question

СРОЧНООО!!! ДАЮ 30 БАЛЛОВ!!! 2. Яку силу необхідно прикласти до шматка золота об’ємом 1 см³, щоб утримати його в воді?

Answer 1

Масса слитка золота, объемом 1 см³:   m = 19,3 (г) = 0,0193 (кг)

Вес слитка в воздухе:

         P = mg = 0,0193 · 10 = 0,193 (Н)

Выталкивающая сила, действующая на слиток в воде:

         Fₐ = ρgV = 1000 · 10 · 10⁻⁶ = 0,01 (H)

Сила, которую необходимо приложить к слитку для удержания его в воде:

         F = P - Fₐ = 0,193 - 0,01 = 0,183 (H)

Так как плотность золота больше плотности воды, то слиток золота любого объема в воде будет тонуть, следовательно, сила, необходимая для удержания слитка в воде, будет равна по величине равнодействующей F и направлена противоположно силе тяжести, то есть вверх.

Answer 2

Щоб вирішити це завдання, ми можемо скористатись принципом Архімеда. Згідно з цим принципом, на тіло, занурене у рідину, діє сила піднімання, яка дорівнює вазі рідини, яку воно витісняє.

Вага рідини, яку витісняє золото, дорівнює вазі золота. Тому, щоб утримати золото в воді, необхідно прикласти силу, яка компенсує його вагу.

Густина золота становить приблизно 19,3 г/см³, а густина води - 1 г/см³. Отже, об’єм золота обчислюється як об’єм води, який воно витісняє. В даному випадку об’єм золота дорівнює 1 см³.

Тепер ми можемо використовувати наступну формулу для обчислення сили піднімання:

Сила піднімання = густина рідини * об’єм рідини * прискорення вільного падіння

У даному випадку прискорення вільного падіння можна вважати 9,8 м/с².

Підставивши значення, отримаємо:

Сила піднімання = 1 г/см³ * 1 см³ * 9,8 м/с²

Сила піднімання = 9,8 г * м/с²

Таким чином, сила, яку необхідно прикласти до шматка золота об’ємом 1 см³, щоб утримати його в воді, дорівнює 9,8 г * м/с².