Каков объем воздуха, который находится в лодке из пластилина, если лодка выполняет функцию плавучести и вытеснила воду

Тема вопроса: Плавучесть и принцип Архимеда

Описание:
Для понимания данной задачи нам понадобится использовать принцип Архимеда, который гласит, что тело, погруженное в жидкость, испытывает выталкивающую силу, равную весу вытесненной жидкости. Эта сила называется силой плавучести.

В данной задаче, лодка из пластилина выполняет функцию плавучести, то есть ее вес равен силе плавучести.

Первым шагом нам необходимо вычислить вес лодки из пластилина. Для этого мы используем формулу: Вес = масса × ускорение свободного падения.

Массу лодки найдем, умножив плотность пластилина на объем лодки:
Масса = плотность пластилина × объем лодки.

Объем жидкости, вытесненной лодкой, равен 50 см3. Учитывая, что плотность воды составляет 1 г/см3, можно сказать, что объем лодки равен объему вытесненной воды.

Таким образом, объем лодки равен 50 см3.

Теперь мы можем найти вес лодки, зная её массу и ускорение свободного падения. Далее, так как лодка в условии выполняет функцию плавучести, ее вес равен силе плавучести, которую создает вытесненная вода.

Демонстрация:
Задача: Каков объем воздуха, который находится в лодке из пластилина, если лодка выполняет функцию плавучести и вытеснила воду объемом 50 см3?

Решение:
Масса лодки = плотность пластилина × объем лодки
Масса лодки = 1,4 г/см3 × 50 см3 = 70 г

Вес лодки = масса лодки × ускорение свободного падения
Вес лодки = 70 г × 9,8 м/с2 = 686 Н

Однако, по принципу Архимеда, вес лодки равен силе плавучести, которую создает вытесненная вода, следовательно:
Вес лодки = сила плавучести = масса вытесненной воды × ускорение свободного падения

Масса вытесненной воды = Вес лодки / ускорение свободного падения
Масса вытесненной воды = 686 Н / 9,8 м/с2 = 70 г

Таким образом, объем воздуха, которое находится в лодке, равен объему вытесненной воды, то есть 50 см3.

Совет:
Для лучшего понимания принципа Архимеда и плавучести, попробуйте представить себе, что когда вы входите в ванную или бассейн, вытесняя воду, ваш вес немного уменьшается. То же самое происходит и с лодкой - она "равновесно" плавает в воде, имея то же самое значение веса, что и вытесненная ею вода.

Практика:
Каков объем воздуха, который находится в лодке из пластилина массой 100 г, если плотность пластилина составляет 1,6 г/см3 и плотность воды равна 1 г/см3? Плавает ли лодка в данном случае?