Решите задачи по физике:
1. Чему равна архимедова сила, действующая на стеклянное тело объёмом 145000 см³ при полном погружении его в спирт?
2. Стальная плита объёмом 15 м³ погружена в воду. Какую силу необходимо приложить, чтобы удержать её в воде?
3. Определите объём тела, если на него в воде действует выталкивающая сила 6500 Н.
4. Тело массой 200 г имеет объём 200 см³. Какова архимедова сила при опускании его в нефть? Утонет ли это тело в нефти?
5. Вес стальной детали в воде 2,8 Н, а действующая сила Архимеда 0,4 Н. Чему равен вес детали в воздухе?
6. На стратостат, вес которого 500 кН, действует выталкивающая сила 2500 кН. Какова подъёмная сила стратостата?

Будем использовать формулу силы Архимеда:

\[ F_A=\rho gV \]

Где \( \rho \) — плотность жидкости, \( g \approx 10\ \text{Н/кг} \), \( V \) — объём погружённой части тела.

1. Объём: \( 145000\ \text{см}^3=0{,}145\ \text{м}^3 \). Плотность спирта возьмём \( \rho=800\ \text{кг/м}^3 \).

\[ F_A=800\cdot 10\cdot 0{,}145=1160\ \text{Н} \]

Ответ: \( 1160\ \text{Н} \).

2. Для стальной плиты в воде: \( \rho_{\text{воды}}=1000\ \text{кг/м}^3 \), \( V=15\ \text{м}^3 \).

Сила Архимеда:

\[ F_A=1000\cdot 10\cdot 15=150000\ \text{Н} \]

Чтобы удержать плиту в воде, надо приложить силу, равную разности веса плиты и силы Архимеда. Плотность стали возьмём \( 7800\ \text{кг/м}^3 \).

\[ P=7800\cdot 10\cdot 15=1170000\ \text{Н} \]

\[ F=P-F_A=1170000-150000=1020000\ \text{Н} \]

Ответ: \( 1020000\ \text{Н} \), или \( 1020\ \text{кН} \), вверх.

3. Дано: \( F_A=6500\ \text{Н} \), жидкость — вода.

\[ V=\frac{F_A}{\rho g}=\frac{6500}{1000\cdot 10}=0{,}65\ \text{м}^3 \]

Ответ: \( 0{,}65\ \text{м}^3 \).

4. Масса тела \( 200\ \text{г}=0{,}2\ \text{кг} \), объём \( 200\ \text{см}^3=0{,}0002\ \text{м}^3 \). Плотность нефти возьмём \( 900\ \text{кг/м}^3 \).

\[ F_A=900\cdot 10\cdot 0{,}0002=1{,}8\ \text{Н} \]

Вес тела:

\[ P=mg=0{,}2\cdot 10=2\ \text{Н} \]

Так как \( P>F_A \), тело утонет.

Ответ: \( F_A=1{,}8\ \text{Н} \), тело утонет.

5. Вес детали в воде меньше веса в воздухе на величину силы Архимеда:

\[ P_{\text{возд}}=P_{\text{воде}}+F_A \]

\[ P_{\text{возд}}=2{,}8+0{,}4=3{,}2\ \text{Н} \]

Ответ: \( 3{,}2\ \text{Н} \).

6. Подъёмная сила равна разности выталкивающей силы и веса:

\[ F=2500\ \text{кН}-500\ \text{кН}=2000\ \text{кН} \]

Ответ: \( 2000\ \text{кН} \).

0 0 Пожаловаться