Question

Какая сила выталкивает из воды тело объемом 235 кубических сантиметров , сделанного из пробки? из стали?

Answer 1

Дано
V= 235 см^3  = 0,000235 м^3
ρводы = 1000 кг/м^3
ρстали = 7800 кг/м^3
ρпробки= 240 кг/м^3

F выт.- ?

F выт =   F арх. - F тяж

F тяж = gm =g*ρматериала*V
m=ρматериала*V

F арх.= g*ρводы*V    архимедова сила будет в обоих случаях одинакова, т.к. объём одинаков.

F арх.= 9,8 Н/кг * 1000 кг/м^3 * 0,000235 м^3 = 2,3 Па

а) пробка
F тяж =9,8 Н/кг * 240 кг/м^3 * 0,000235 м^3 = 0,55 Па

F выт =2,3 Па - 0,55 Па = 1,75 Па


б) сталь

F тяж =9,8 Н/кг * 7800 кг/м^3 * 0,000235 м^3 = 17,96 Па

F выт =2,3 Па - 17,96 Па = -15,66 Па  стальное тело утонет

Answer 2

Сила, выталкивающая тело из воды, определяется законом Архимеда. Этот закон утверждает, что величина поддерживающей силы (выталкивающей силы) в жидкости равна весу жидкости, вытесненной погруженным телом. Формула этой силы выглядит следующим образом:

\[ F_{\text{выталкивающая}} = \rho \cdot g \cdot V_{\text{вытесненный}}, \]

где: - \( F_{\text{выталкивающая}} \) - выталкивающая сила, - \( \rho \) - плотность жидкости (воды), - \( g \) - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.8 м/с² на поверхности Земли), - \( V_{\text{вытесненный}} \) - объем жидкости, вытесненной телом.

Для данного тела объемом 235 кубических сантиметров, сделанного из стали, необходимо учесть, что плотность стали (\( \rho_{\text{стали}} \)) больше плотности воды (\( \rho_{\text{воды}} \)).

Объем тела в кубических метрах можно найти, поделив объем в кубических сантиметрах на 1,000,000 (так как 1 кубический метр = 1,000,000 кубических сантиметров).

\[ V_{\text{вытесненный}} = \frac{235}{1,000,000} \, \text{м}^3 \]

Плотность стали обычно примерно 7,850 кг/м³, а плотность воды примерно 1,000 кг/м³.

Теперь можем рассчитать выталкивающую силу:

\[ F_{\text{выталкивающая}} = (\rho_{\text{воды}} - \rho_{\text{стали}}) \cdot g \cdot V_{\text{вытесненный}} \]

Подставим значения и рассчитаем силу.