Question

Задачка Пенопластовый шар объемом V = 20 см3 и плотностью ρ1 = 150 кг/м3удерживаетсяв воде с помощью нити, закрепленной на дне сосуда (см. рисунок). Определите силунатяжения нити T.

Answer 1

Ответ:

T=Fa-mg

Fa=p₀gV

mg=pgV

T=gV(p₀-p)

T=10*20*10^-6(1000-150)=850*10*20*10^-6=0.17 H

Answer 2

Для определения силы натяжения нити, необходимо учесть вес пенопластового шара и силу Архимеда, действующую на него в воде.

1. Сначала определим массу пенопластового шара. Масса (m) вычисляется по формуле: m = ρ * V,

   где ρ1 - плотность пенопласта = 150 кг/м³, V - объем шара = 20 см³ = 0,00002 м³.

   m = 150 кг/м³ * 0,00002 м³ = 0,003 кг.

2. Затем вычислим вес шара, умножив его массу на ускорение свободного падения (g), которое примерно равно 9,81 м/с² на поверхности Земли: F_вес = m * g, где g = 9,81 м/с².

   F_вес = 0,003 кг * 9,81 м/с² ≈ 0,02943 Н.

3. Сила Архимеда равна весу выталкиваемой воды и направлена вверх. Она равна весу выталкиваемой воды, который можно вычислить по формуле: F_Архимеда = ρ_воды * V_под водой * g,

   где ρ_воды - плотность воды (приближенно равна 1000 кг/м³), V_под водой - объем шара, погруженного в воду.

   V_под водой можно найти, зная объем шара и его плотность. Поскольку шар плавает на поверхности воды, то объем шара под водой равен его объему: V_под водой = V = 0,00002 м³.

   Теперь вычислим силу Архимеда: F_Архимеда = 1000 кг/м³ * 0,00002 м³ * 9,81 м/с² ≈ 0,1962 Н.

4. Итак, для того чтобы шар находился в равновесии под водой, сумма всех сил, действующих на него, должна равняться нулю: T - F_вес + F_Архимеда = 0.

   Теперь мы можем найти силу натяжения нити (T): T = F_вес - F_Архимеда, T = 0,02943 Н - 0,1962 Н ≈ -0,1668 Н.

Сила натяжения нити равна примерно -0,1668 Н. Отрицательный знак означает, что нить будет натягиваться вниз, чтобы уравновесить вес шара и силу Архимеда.