Тонкий обруч массой 5 кг и радиусом 60 см катится по горизонтальной плоскости со скоростью 1 м/с. На какую высоту может по инерции вкатиться этот обруч вверх по наклонной плоскости без расчета силы трения??
ЗАКОН АРХИМЕДА — закон статики жидкостей и газов, согласно которому на погруженное в жидкость (или газ) тело действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме тела.
Если тело произвольной формы занимает внутри жидкости объем V, то действие жидкости на тело полностью определяется давлением, распределенным по поверхности тела, причем заметим, что это давление совершенно не зависит от материала тела — ("жидкости все равно на что давить").
Для определения результирующей силы давления на поверхность тела нужно мысленно удалить из объема V данное тело и заполнить (мысленно) этот объем той же жидкостью. С одной стороны, есть сосуд с жидкостью, находящейся в покое, с другой стороны внутри объема V — тело, состоящее из данной жидкости, причем это тело находится в равновесии под действием собственного веса (жидкость тяжелая) и давления жидкости на поверхность объема V. Так как вес жидкости в объеме тела равен pgV и уравновешивается равнодействующей сил давления, то величина ее равна весу жидкости в объеме V, т. е. pgV.
4) 1130 кг/м³
5) 50 Н
6) 767 Н
7) 280 см³
8) 0,02 м³
9) Потонет в спирте и бензине
Объяснение:
4) Сила выталкивания тела из жидкости - это сила архимеда ( Fa), формула которой:
Fa = pgV, где p - плотность жидкости, g - константа, V - объём погруженного тела
Тогда переведём 200 см³ в м³ -> 200 см³ = 0,0002 м³
p = Fa / gV = 2,26 / (10 * 0,0002) = 1130 кг/м³
5) Вес в воздухе (Po) = Pв + Fa
5 дм³ = 0,005 м³
Тогда нужно найти Fa - это и есть разница между весом в воздухе и в воде:
Fa = pgV = 1000(т.к. вода) * 10 * 0,005 = 50 Н ( на 50 Н )
6) По всем предыдущим формулам:
65 дм³ = 0,065 м³
Fa = 1180 * 10 * 0,065 = 767 Н
7)
Pв = Po - Fa
Fa = Po - Pв = 4,4 = 1,6 = 2,8 Н
p2 = 1000 кг/м³ ( плотность воды )
Fa = p2gV = 1000 * 10 * V
V = 2,8 / 10000 = 0,00028 м³ = 280 см³
8) Вес уменьшился на 160 Н - это и есть Fa
p2 = 800 кг/м³ ( плотность керосина )
Fa = p2gV = 800 * 10 * V
V = 160 / 8000 = 0,02 м³
9) Если тело потонет, то Fa < Fт ; Fт = 3,5 ; тогда узнаем Fa для каждого случая:
p1 = 1000 кг/м³ p2 = 800 кг/м³ p3 = 710 кг/м³ 400 см³ = 0,0004 м³
1) Fa = 1000 * 0,0004 * 10 = 4 Н ( Fa > Fт ), значит тело не потонет
2) Fa = 800 * 0,0004 * 10 = 3,2 Н ( Fa < Fт ), значит тело потонет
3) Fa = 710 * 0,0004 * 10 (очевидно, что если плотность жидкости стала ещё ниже - тело снова потонет; получится меньшая Fa)
Если тело произвольной формы занимает внутри жидкости объем V, то действие жидкости на тело полностью определяется давлением, распределенным по поверхности тела, причем заметим, что это давление совершенно не зависит от материала тела — ("жидкости все равно на что давить").
Для определения результирующей силы давления на поверхность тела нужно мысленно удалить из объема V данное тело и заполнить (мысленно) этот объем той же жидкостью. С одной стороны, есть сосуд с жидкостью, находящейся в покое, с другой стороны внутри объема V — тело, состоящее из данной жидкости, причем это тело находится в равновесии под действием собственного веса (жидкость тяжелая) и давления жидкости на поверхность объема V. Так как вес жидкости в объеме тела равен pgV и уравновешивается равнодействующей сил давления, то величина ее равна весу жидкости в объеме V, т. е. pgV.