Какую силу нужно приложить, чтобы поднять из колодца ведро с водой массой 15 кг и объёмом 0,01 м3.
Тело массой 3 кг, погружённое в жидкость, вытесняет 2,5 кг этой жидкости. Утонет ли это тело или нет?
Плот состоит из 10 сухих сосновых брусьев. Длина каждого бруса 2 м, ширина 20 см, толщина- 10 см. Можно ли на этом плоту перепривить через реку груз массой 800 кг?
1) выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного под воду тела Fa=p(ж)Vтпв g, где p(ж) - потность жидкости,Vтпв - объем тела под водой, g = 10 Н/кг, Vтпв= 0,04м3 х 3/4= 0,03 м3,
Fa=1000 кг/м3 х 0,03 м3 х 10 Н/кг = 300 Н
2) Чтобы вытащить из воды ведро, необходимо приложить силу, равную равнодействующей сил тяжести и архимедовой, так как эти силы направлены в противоположные стороны. F= Fтяж-Fa; Fтяж= mg, где m - масса тела, g = 10Н/кг; Fa=p(ж)Vт g, где p(ж) - потность жидкости,Vт - объем тела (берем весь объем, потому что все тело погружено под воду), g = 10 Н/кг
F= Fтяж-Fa=15кг х 10Н/кг - 1000кг/м3 х 0,01м3 х 10Н/кг= 150Н-100Н=50Н
3) Плавать может тело лишь в том случае, если архимедова сила и сила тяжести равны, если cила тяжести больше архимедовой силы, то тело утонет, если меньше, то всплывет. Сравним эти две силы.
Fтяж= mg, где m - масса тела, g = 10Н/кг; архимедова сила равна весу жидкости в объеме погруженного в жидкость тела; зная массу вытесненной жидкости, легко вычислить ее вес : Fa=Р(ж)=m(ж) g, где
Р(ж) - вес жидкости, m(ж)- масса жидкости, g = 10Н/кг
Fтяж=3кг х10Н/кг = 30Н; Fa=2,5 кг х 10Н/кг=25Н,
сила тяжести больше архимедовой силы, следовательно тело утонет
4) Найдем грузоподъемность плота( Ргруза - вес груза, который может выдкржать плот и не утонуть) грузоподъмность равна разности архимедовой силы и силы тяжести плота Ргруза= Fa- Fтяж; Fтяж= mg, где m - масса тела, g = 10Н/кг; m=p(т)Vт, где p(т) - плотность тела ( сосна сухая =400 кг/м3), Vт - объем тела ;Fa=p(ж)Vт g, где p(ж) - потность жидкости,Vт - объем тела, g = 10 Н/кг; Vт=2м х 0,2м х 0,1м х 10 брусьев=0,4 м3
Fтяж=p(т)Vтg= 400 кг/м3 х 0,4м3 х 10Н/кг = 1600 Н
Fa=1000 кг/м3 х 0,4м3 х 10Н/кг= 4000 Н
Ргруза=4000 Н- 1600 Н=2400Н,
по весу груза, который может выдержать плот вычислим массу этого груза m(груза)=Ргруза : g= 2400 Н : 10Н/кг=240 кг - может перевезти плот за один раз, следовательно 800 кг можно перевезти лишь в несколько этапов.