Какова архимедова сила, действующая на полностью погруженный в воду кирпич с размерами 25 на 10 на 5 см, если
Какова архимедова сила, действующая на полностью погруженный в воду кирпич с размерами 25 на 10 на 5 см, если его плотность составляет 1600 кг/м³, а плотность воды составляет 1000 кг/м³?
30.11.2023 16:31
Эта сила, названная в честь древнегреческого физика Архимеда, возникает, когда тело полностью или частично погружено в жидкость и переименовывается в воздухе. Архимедова сила противодействует силе тяжести и определяется разностью между обьемом жидкости, которая была вытеснена погруженным телом, и его собственным объемом. Более точно говорит, что архимедова сила равна весу вытесненной жидкости.
Дано:
Плотность кирпича, ρ = 1600 кг/м³
Плотность воды, ρ_воды = 1000 кг/м³
Размеры кирпича: длина (L) = 25 см, ширина (W) = 10 см, высота (H) = 5 см
Решение:
1. Найдем объем кирпича, V_кирпича = L * W * H.
2. Найдем вес кирпича, который равен его массе умноженной на ускорение свободного падения, F_вес_кирпича = m_кирпича * g, где F_вес_кирпича - сила тяжести, m_кирпича - масса кирпича, g - ускорение свободного падения (g≈9.8 м/с²).
3. Найдем массу кирпича, m_кирпича = V_кирпича * ρ_кирпича.
4. Найдем объем вытесненной жидкости при погружении кирпича, V_жидкости = V_кирпича.
5. Найдем массу вытесненной жидкости, m_жидкости = V_жидкости * ρ_воды.
6. Найдем архимедову силу, F_архимеда = m_жидкости * g.
Результат:
Архимедова сила, действующая на полностью погруженный в воду кирпич равна F_архимеда.
Демонстрация:
Объем кирпича V_кирпича = 25 * 10 * 5 = 1250 см³ = 0.00125 м³
Масса кирпича m_кирпича = V_кирпича * ρ_кирпича = 0.00125 м³ * 1600 кг/м³ = 2 кг
Объем вытесненной жидкости V_жидкости = V_кирпича = 0.00125 м³
Масса вытесненной жидкости m_жидкости = V_жидкости * ρ_воды = 0.00125 м³ * 1000 кг/м³ = 1.25 кг
Архимедова сила F_архимеда = m_жидкости * g = 1.25 кг * 9.8 м/с² ≈ 12.25 H
Совет:
Чтобы лучше понять архимедову силу, рекомендуется представить себе большой контейнер с водой и представить, что вам нужно полностью погрузить в него объект. Подумайте о том, какую силу вам придется приложить, чтобы держать его на месте при погружении. Эта сила и будет архимедовой силой, которая действует на тело в воде.
Упражнение:
У вас есть другой кирпич с размерами 15 на 8 на 6 см и плотностью 1800 кг/м³. Какова будет архимедова сила, действующая на этот кирпич, если его полностью погрузить в воду? (Плотность воды остается такой же)