Плавучесть и архимедова сила
Физика

Какова длина ребра куба в сантиметрах, если он плавает в воде с плотностью 1,0 г/см3 и имеет среднюю плотность 0,60

Какова длина ребра куба в сантиметрах, если он плавает в воде с плотностью 1,0 г/см3 и имеет среднюю плотность 0,60 г/см3? Также, если минимальная работа, необходимая для полного извлечения куба из воды, составляет 5,12 Дж.
Верные ответы (2):
  • Magnit
    Magnit
    27
    Показать ответ
    Тема: Плавучесть и архимедова сила

    Пояснение: Для решения данной задачи необходимо использовать принцип Архимеда, который гласит: "Архимедова сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ, равна весу вытесненной этим телом жидкости или газа".

    Для начала, найдем вес куба. Вес - это сила притяжения тела к Земле. Формула для вычисления веса такова: Вес = масса * ускорение свободного падения. Массу куба мы найдем, зная его объем и среднюю плотность. Плотность равна отношению массы к объему. Таким образом, массу куба можно найти, умножив его объем на его среднюю плотность.

    Теперь, зная вес куба, мы можем вычислить объем воды, которую он выталкивает. Поскольку плотность воды равна 1,0 г/см3, объем воды будет равен весу куба, деленному на плотность воды.

    Таким образом, мы получаем, что объем воды, выталкиваемый кубом, равен его массе, деленной на плотность воды.

    Напоследок, мы можем найти длину ребра куба, зная его объем. Формула для вычисления объема куба такова: Объем = a^3, где a - длина ребра.

    Дополнительный материал:
    Архимедова сила, действующая на куб, равна весу вытесненной воды. Поэтому, согласно принципу Архимеда, мы можем записать следующее уравнение:

    Архимедова сила = Вес куба

    Плотность воды * объем воды * ускорение свободного падения = Масса куба * ускорение свободного падения

    Плотность воды * a^3 * ускорение свободного падения = Масса куба * ускорение свободного падения

    Плотность воды * a^3 = Масса куба

    Масса куба = объем куба * средняя плотность куба

    Плотность воды * a^3 = объем куба * средняя плотность куба

    a^3 = (объем куба * средняя плотность куба) / плотность воды

    a = кубический корень [(объем куба * средняя плотность куба) / плотность воды]

    Совет: В данной задаче важно понимать, что плавучесть зависит от плотности тела и плотности среды, в которую оно погружено. Кроме того, для решения задачи необходимо знать формулу Архимедовой силы и способ вычисления объема куба.

    Дополнительное задание: Найдите длину ребра куба, если его объем составляет 20 см3, средняя плотность равна 0,75 г/см3, а плотность воды равна 1,0 г/см3.
  • Pushik
    Pushik
    22
    Показать ответ
    Суть вопроса: Плотность и объем.

    Разъяснение: Для решения этой задачи нам понадобится знание о плотности и объеме тела. Плотность (ρ) - это отношение массы тела (m) к его объему (V), выраженное формулой ρ = m/V. В данной задаче нам даны две плотности: плотность воды (1,0 г/см³) и средняя плотность куба (0,60 г/см³). Мы также знаем, что минимальная работа для полного извлечения куба из воды составляет 5,12 Дж.

    Чтобы найти длину ребра куба, нам необходимо сначала вычислить его объем. Мы можем использовать формулу объема куба, которая равна V = a³, где a - длина ребра куба. Также нам известно, что средняя плотность куба равна его массе (m) поделенной на объем (V): ρ = m/V = 0,60 г/см³.

    В данной задаче мы знаем ρ и V, и нам нужно найти a, поэтому мы можем переписать формулу для объема куба и выразить длину ребра следующим образом: a = V^(1/3).

    Для решения задачи нам нужно использовать известные данные о работе. Мы знаем, что работа (W) равна разности между начальной и конечной энергией. Работа, которую нужно совершить, чтобы полностью извлечь куб из воды, равна энергии, использованной для преодоления плавучести. Формула работы в этом случае: W = m * g * h, где m - масса куба, g - ускорение свободного падения и h - глубина погружения.

    Зная, что работа (W) равна 5,12 Дж, мы можем использовать эту формулу для нахождения массы куба (m) и его глубины погружения (h).

    Демонстрация:
    1. Найдем объем куба с помощью формулы объема: V = a³.
    2. Используя известное значение средней плотности, найдем массу (m) куба: m = ρ * V.
    3. Зная работу (W) и формулу работы, найдем глубину погружения (h).
    4. Найдем длину ребра куба, используя формулу a = V^(1/3).

    Совет: При решении таких задач всегда старайтесь внимательно читать условия, выделять известные данные и использовать соответствующие формулы. Обратите внимание на единицы измерения и преобразуйте их в нужные величины, если это необходимо. Также не забывайте проверять свои ответы и приводить их в нужный формат, в данной задаче сантиметры.

    Практика: Какова будет плотность вещества, если его масса равна 200 г, а объем равен 50 см³?
Написать свой ответ: