Оқушы массасы 2 кг жүкті ұзындығы 5м биіктігі 1м көлбеу жазықтықтың ең биік жеріне бір қалыпты қозғай отырып орналастырылған. Бұл жағдайда көлбеу жазықтықтың ұзындығына параллель бағытталған орын ауыстыру күші 8Н-ға тең болған. Оқушы қондырғының ПӘК-ін есептеп шығарғанда қандай нәтиже алуы тиіс.
a) Пайдалы жұмысты есептеңіз
b)Толық жұмысты есептеңіз
с) ПӘК-ті есептеңіз
Значит надо найти объём стали (Vs) массой 0,39 кг.
Vs=m/ps; где ps - плотность стали 7800 кг/м^3.
Вода в таком объёме весит Fh=Vs*ph*g, где ph - плотность воды ph=1000 кг/м^3;
Таким образом вес целой детали в воде должен быть Fs=mg-Fh;
Fs=m*g-Vs*ph*g;
Fs=g*(m-(m/ps)*ph);
Fs=mg*(1-ph/ps);
Fs=3.9*(1-1/7.8);
Fs=3.4 Н.
Получаем разницу в весе dF=3.4-3.35=0.05 Н.
Таков вес воды в объёме полости. Так как вес равен dF=mg=V0*pн*g, то объём полости будет V0=dF/(g*ph)=0.05/(10*1000)=5*10^-6 м^3=5 см^3
Сила тяжести, действующая на тело Fт = 800 Н.
Если сила Архимеда больше силы тяжести, то тело всплывет.
Если сила Архимеда меньше силы тяжести, то тело утонет.
Если силы тяжести и Архимеда равны, то тело будет "висеть" в воде.
Найдем силу Архимеда, Fa = (ro)*g*V,
где ro это плотность воды (табличная величина) ro = 1000 кг/м^3.
g - это ускорение свободного падения, g=9,8 м/с^2.
Fa = 1000 кг/м^3 * 9,8 м/с^2 *0,1 м^3 = 980 Н > 800 Н = Fт.
Сила Архимеда больше силы тяжести, что значит, что тело всплывет на поверхность воды.