Т.к. камень поднимают в воде, то на него действует сила Архимеда (выталкивающая сила) и сила тяжести. Для того, чтобы поднять данный камень в воде, нужно приложить силу F, которая является равнодействующей F а и F тяж:
F = F тяж - F a
F тяж = m × g = p камня × V × g
F a = p воды × V × g
F = p камня × V × g - p воды × V × g = V × g × (p камня - р воды)
Объяснение:
Задача 1
Дано:
m = 130 г
ρ = 8,5 г/см³
ρ₁ = 8,9 г/см³ - плотность меди
ρ₂ = 7,3 г/см³ - плотность олова
m₁ - ?
m₂ - ?
1)
Объем меди:
V₁ = m₁/ρ₁ (1)
Объем олова:
V₂ = m₂/ρ₂ = (m - m₁) / ρ₂ (2)
По условию задачи:
V = V₁ + V₂ = m₁/ρ₁ + (m - m₁) / ρ₂ = m₁/ρ₁ + m/ρ₂ - m₁ / ρ₂ =
= m₁ (1/ρ₁ - 1/ρ₂) + m/ρ₂
Чтобы не запутаться в вычислениях, упростим полученное выражение:
V = m₁ ·(1/ρ₁ - 1/ρ₂) + m/ρ₂ = m₁·(1/8,9 - 1/7,3) + 130/7,3 ≈ 17,8 - 0,025·m₁ (3)
2)
Но объем бронзы:
V = m/ρ = 130 / 8,5 = 15,3 см³ (4)
Приравняем (3) и (4):
17,8 - 0,025·m₁ = 15,3
m₁ = (17,8 - 15,3) / 0,025 = 100 г - масса меди
m₂ = 130 - 100 = 30 г - масса олова.
Задача 2
Жесткость пружины:
k = F₁ / Δx₁ = 10 / 0,008 = 1 250 Н/м
Тогда:
F₂ = k·Δx₂ = 1 250·0,005 = 6,25 Н
m = F₂/g = 6,25 / 10 = 0,625 кг или 625 г
Задача 3
Дано:
L₀ = 8 см = 0,08 м
F₁ = 5 H
Δx₁ = 2 см = 0,02 м
F = 10 Н
L - ?
Жесткость пружины:
k = F₁ / Δx₁ = 5 / 0,02 = 250 Н/м
Тогда:
Δx = F / k = 10 / 250 = 0,04 м
Длина пружины:
L = L₀ + Δx = 0,08 + 0,04 = 0,12 м или 12 см
Дано:
h = 5 м
V = 0,6 м³
p камня = 2500 кг/м³
р воды = 1000 кг/м³
Найти: А - ?
Т.к. камень поднимают в воде, то на него действует сила Архимеда (выталкивающая сила) и сила тяжести. Для того, чтобы поднять данный камень в воде, нужно приложить силу F, которая является равнодействующей F а и F тяж:
F = F тяж - F a
F тяж = m × g = p камня × V × g
F a = p воды × V × g
F = p камня × V × g - p воды × V × g = V × g × (p камня - р воды)
А = F × h
=> A = V × g × h × (p камня - р воды)
А = 0,6 м³ × 10 Н/кг × 5 м × (2500 кг/м³ - 1000 кг/м³) = 45 000 Дж = 45 кДж