Question

Поплавок плотностью 200 кг/м3 и объемом 10 см3, всплывая в воде с глубины 1 м, разгоняется до скорости 1 м/с. Определите какую работу совершит над поплавком сила сопротивление воды. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2, а плотность воды равной 1000 кг/м3.

Answer 1

Ответ:

0,078Дж

Объяснение:

Fa-m*g-Fтр=m*a

Fa=Vт*ρ*g

v^2=a*s;

a=v^2/s

Vт*ρ*g-m*g-Fтр=m*a

Vт*ρ*g-m*g-Fтр=m*v^2/s

Fтр=Vт*ρ*g-m*g-m*v^2/s

A=F*S;

ρ=m/V;

m=ρт*Vт

A=(Vт*ρ*g-m*g-m*v^2/s)*s

A=(Vт*ρ*g-ρт*Vт(g+v^2/s)*s

A=(0,00001м^3*1000 кг/м^3*10н/м-200 кг/м3*0,00001м^3(10н/м+1(м/с)^2/1м)*1м=0,078Дж

Answer 2

Для определения работы, совершенной силой сопротивления воды над поплавком, можно воспользоваться следующей формулой:

\[ W = F \cdot s \]

где: - \( W \) - работа, - \( F \) - сила сопротивления, - \( s \) - перемещение.

Сначала определим силу сопротивления. Для этого воспользуемся формулой Архимеда:

\[ F_{\text{Арх}} = \rho_{\text{воды}} \cdot g \cdot V_{\text{поплавка}} \]

где: - \( \rho_{\text{воды}} \) - плотность воды, - \( g \) - ускорение свободного падения, - \( V_{\text{поплавка}} \) - объем поплавка.

\[ F_{\text{Арх}} = 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 10 \, \text{м/с}^2 \cdot 0.00001 \, \text{м}^3 \]

\[ F_{\text{Арх}} = 0.1 \, \text{Н} \]

Теперь определим работу силы сопротивления, используя первую формулу:

\[ W = F_{\text{Арх}} \cdot s \]

Учитывая, что поплавок поднимается на глубину \( h = 1 \) м, то \( s = h \). Подставим значения:

\[ W = 0.1 \, \text{Н} \cdot 1 \, \text{м} \]

\[ W = 0.1 \, \text{Дж} \]

Таким образом, сила сопротивления воды совершит работу в 0.1 Дж при подъеме поплавка на глубину 1 м.