Question

8. Що покаже динамометр, якщо підвішене до нього тіло масою 150 г та об'ємом 45 см3 повністю занурити у воду? (3 бали)​

Answer 1

Відповідь:

Динамометр покаже силу, з якою тіло тягнуло динамометр, коли воно повністю занурене у воді. Ця сила буде дорівнювати вазі тіла, зменшеній на вагу води, яку воно витісняє.

Маса тіла дорівнює 150 г, що можна перевести у кілограми, розділивши на 1000: 150 г = 0,15 кг.

Об'єм води, який витісняє тіло, дорівнює об'єму тіла, що повністю занурено в воду. Оскільки об'єм тіла дорівнює 45 см3, це означає, що тіло витісняє 45 мл води.

Вага води, яку витісняє тіло, може бути визначена за формулою:

вага води = густина * об'єм * прискорення вільного падіння.

Для води густина дорівнює 1000 кг/м3, а прискорення вільного падіння дорівнює 9,8 м/с2. Переведемо об'єм води в метри кубічні: 45 см3 = 0,000045 м3.

Тоді вага води, яку витісняє тіло, буде:

вага води = 1000 кг/м3 * 0,000045 м3 * 9,8 м/с2 = 0,00441 Н.

Отже, динамометр покаже силу, меншу за вагу тіла на 0,00441 Н. Точна величина цієї сили залежатиме від точності вимірювання ваги тіла та від точності динамометра.

Answer 2

Для вирішення цього завдання, ми можемо скористатися законом Архімеда, який стверджує, що на тіло, занурене у рідину, діє підтримувальна сила, рівна вазі витісненої рідини. Маса води, яка витіснюється тілом, залежить від об'єму тіла та густиності рідини.

1. Спершу, знайдемо масу води, яка витіснюється тілом:

Маса води (m_води) = об'єм тіла (V_тіла) * густина води (р_води)

Дано: Об'єм тіла (V_тіла) = 45 см³ = 0,045 дм³ Густина води (р_води) = 1 г/см³ = 1 кг/дм³ (1 г = 0,001 кг)

m_води = 0,045 дм³ * 1 кг/дм³ = 0,045 кг

2. Тепер знайдемо вагу цієї маси води, використовуючи прискорення вільного падіння (9,8 м/с²):

Вага води (F_води) = маса води (m_води) * прискорення вільного падіння (g)

F_води = 0,045 кг * 9,8 м/с² = 0,441 Н (ньютон)

3. Тепер ми можемо визначити вагу тіла в повітрі, використовуючи динамометр:

Вага тіла в повітрі = 0,150 кг * 9,8 м/с² = 1,47 Н (ньютон)

4. Щоб знайти вагу тіла в воді, віднімемо вагу води (F_води) від ваги тіла в повітрі:

Вага тіла в воді = Вага тіла в повітрі - Вага води Вага тіла в воді = 1,47 Н - 0,441 Н = 1,029 Н (ньютон)

Отже, динамометр покаже вагу тіла в воді, яка дорівнює 1,029 Н (ньютон).