Question

Шар объемом 0,8 м в кубе находится в воде.Сила тяжести действующая на шар, равна 5600 ньютонов. Утонет или всплывёт этот шар в воде? Ответ поясните расчётам, сравните силу тяжести шара и силу Архимеда.​

Answer 1

P=5600 Н

V=0,8

ρ=1000

P>Fa - шар утонет

P<Fa - шар всплывёт

Fa=ρgV

Fa=1000×10×0,8

Fa=8000 Н

5600<8000

Значит шар всплывёт

Answer 2

Для определения того, утонет или всплывет шар в воде, нужно сравнить силу тяжести, действующую на шар, с силой Архимеда, которая возникает в результате выталкивающего воздействия жидкости на погруженное в нее тело.

Сила тяжести (Fт) действующая на шар можно рассчитать по формуле:

Fт = m * g,

где m - масса шара, а g - ускорение свободного падения, которое примерно равно 9.81 м/с² на поверхности Земли.

Так как объем шара равен 0,8 м³, а плотность воды приближенно равна 1000 кг/м³, то массу шара можно рассчитать следующим образом:

m = V * ρ,

где V - объем шара, а ρ - плотность воды.

m = 0.8 м³ * 1000 кг/м³ = 800 кг.

Теперь можем рассчитать силу тяжести:

Fт = 800 кг * 9.81 м/с² ≈ 7848 ньютонов.

Таким образом, сила тяжести, действующая на шар, равна приблизительно 7848 ньютонов.

Теперь рассмотрим силу Архимеда (Fа), которая возникает, когда шар находится в воде. Сила Архимеда равна весу выталкиваемой воды и определяется следующим образом:

Fа = ρж * Vпогруженного * g,

где ρж - плотность воды, Vпогруженного - объем воды, вытесненной погруженным шаром, а g - ускорение свободного падения.

Объем воды, вытесненной погруженным шаром, равен объему самого шара, то есть 0,8 м³.

Теперь рассчитаем силу Архимеда:

Fа = 1000 кг/м³ * 0.8 м³ * 9.81 м/с² ≈ 7848 ньютонов.

Таким образом, сила Архимеда также равна приблизительно 7848 ньютонов.

Теперь сравним силу тяжести и силу Архимеда:

Сила тяжести: 7848 ньютонов. Сила Архимеда: 7848 ньютонов.

Мы видим, что сила тяжести и сила Архимеда равны по величине, значит, они уравновешивают друг друга. Шар будет находиться в равновесии в воде, не утонет и не всплывет, а останется на своем месте внутри жидкости.