Question

На сталеву деталь повністю занурену у нафту діє виштовхувальна сила 20 Н. Яка виштовхувальна сила діятиме на цю деталь у воді?

Answer 1

F=pgv
P(нафти)= 800кг/м^3
20=800*10*v
V=20/8000=0,0025
F=1000*10*0.0025=25

Answer 2

Для вирішення цієї задачі, нам знадобиться використати закон Архімеда, який стверджує, що на тіло, занурене у рідину або рідиноподібний середовище, діє вертикальна виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі рідини (або рідиноподібного середовища), об'єму яку займає тіло, і густини рідини.

Ми маємо, що виштовхувальна сила у нафті дорівнює 20 Н. Для порівняння, густина нафти приблизно 850 кг/м³.

Щоб знайти виштовхувальну силу у воді, потрібно врахувати той самий об'єм деталі (за умови, що вона не розчиняється або не змінює форму при зануренні у воду) і густину води, яка приблизно дорівнює 1000 кг/м³.

Формула для знаходження виштовхувальної сили за законом Архімеда:

Виштовхувальна сила = Густина рідини * Об'єм деталі * Прискорення вільного падіння.

Так як деталь занурена у нафті і воді на однакову глибину, об'єм деталі залишається незмінним у обох середовищах.

Виштовхувальна сила у нафті: F_нафта = 20 Н Густина нафти: ρ_нафта = 850 кг/м³ Густина води: ρ_вода = 1000 кг/м³

Тоді виштовхувальна сила у воді, F_вода, може бути знайдена за допомогою наступної формули:

F_вода = ρ_вода * Об'єм деталі * g,

де g - прискорення вільного падіння, приблизно 9.8 м/с².

Оскільки об'єм деталі залишається незмінним, ми можемо виразити виштовхувальну силу у воді через виштовхувальну силу у нафті:

F_вода = F_нафта * (ρ_вода / ρ_нафта).

Підставимо відповідні значення:

F_вода = 20 Н * (1000 кг/м³ / 850 кг/м³) F_вода ≈ 23.53 Н.

Таким чином, виштовхувальна сила на деталь у воді становить приблизно 23.53 Н.