Question

Решите 3 задачи по физике. 1. Бетонная плита размерами 1,5 х 2 х 1,5 м погружена в воду на одну треть своего объема. Какая архимедова сила действует на погруженную плиту? 2. В спирт целиком погружен стеклянный шарик, на него действует выталкивающая сила 60 Н. Определите объем шарика. 3. Льдина массой 270 кг погружена в морскую воду на 0,9 своего объема. Какая выталкивающая сила будет действовать на льдину?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Задача 1

Дано:

a = 1,5 м

b = 2 м

c = 1,5 м

ρ = 1000 кг/м³  - плотность воды

V₁ = V / 3

________________

Fₐ - ?

Объем плиты:

V = a·b·c = 1,5·2·1,5 = 4,5 м³

В воду погружен объем:

V₁ = V / 3 = 1,5 м³

Архимедова сила:

Fₐ = ρ·g·V = 1000·10·1,5 = 15 000 Н

Задача 2

Fₐ = ρ·g·V

V = Fₐ / (ρ·g) = 60 / (800·10) = 0,0075 м³

Задача 3

Дано:

m = 270 кг

ρ = 900 кг/м³ - плотность льда

ρ₁ = 1 030 кг/м³ - плотность морской воды

V₁ = 0,9·V

_____________

Fₐ - ?

1)

Объем льдины:

V = m / ρ = 270 / 900 = 0,3 м³

2)

Fₐ = ρ₁·g·V₁ = 0,9·ρ·g·V = 0,9·1030·10·0,3 ≈ 2 800 Н

Answer 2

Для решения данных задач мы можем использовать принцип Архимеда, который гласит, что на любое тело, погруженное в жидкость, действует поддерживающая сила (выталкивающая сила), равная весу выталкиваемой жидкости. Эта сила направлена вверх и равна весу выталкиваемой жидкости.

1. Архимедова сила на бетонную плиту: Объем плиты = 1.5 м × 2 м × 1.5 м = 4.5 м³ Погружена на 1/3 объема, то есть 4.5 м³ × 1/3 = 1.5 м³ воды выталкивается.

   Архимедова сила равна весу этой выталкиваемой воды. Плотность воды приблизительно равна 1000 кг/м³.

   Масса выталкиваемой воды: 1.5 м³ × 1000 кг/м³ = 1500 кг Вес выталкиваемой воды: 1500 кг × 9.8 м/с² = 14700 Н

   Таким образом, архимедова сила, действующая на погруженную плиту, равна 14700 Н.

2. Объем шарика: Выталкивающая сила (Архимедова сила) на шарик равна 60 Н. Плотность спирта (предположим, что это плотность спирта) приблизительно равна 800 кг/м³.

   Архимедова сила равна весу выталкиваемой спиртом жидкости. Пусть V - объем шарика (м³), ρ - плотность спирта (кг/м³).

   Архимедова сила = ρ * g * V, где g - ускорение свободного падения (9.8 м/с²).

   60 Н = 800 кг/м³ * 9.8 м/с² * V

   V = 60 Н / (800 кг/м³ * 9.8 м/с²) ≈ 0.0077 м³

   Таким образом, объем шарика составляет приблизительно 0.0077 м³.

3. Выталкивающая сила на льдину: Масса льдины = 270 кг Погружена в морскую воду на 0,9 своего объема, так что объем выталкиваемой морской воды составляет 0,9 * объем льдины.

   Для морской воды плотность примерно 1025 кг/м³.

   Объем льдины = масса льдины / (плотность льда * g) = 270 кг / (917 кг/м³ * 9.8 м/с²) ≈ 0.0297 м³

   Объем выталкиваемой морской воды = 0.9 * 0.0297 м³ ≈ 0.0267 м³

   Архимедова сила равна весу выталкиваемой морской воды: F = плотность морской воды * g * объем выталкиваемой воды F ≈ 1025 кг/м³ * 9.8 м/с² * 0.0267 м³ ≈ 274 Н

   Таким образом, выталкивающая сила, действующая на льдину, равна приблизительно 274 Н.