Какова масса тела, находящегося в плавучем состоянии в жидкости, если на него действует сила, создающая всплытие

Тема занятия: Архимедов принцип

Инструкция: Архимедов принцип - это закон, согласно которому тело, находящееся в жидкости (или газе), испытывает силу подъема, равную весу вытесненной им жидкости (или газа).

Для решения задачи о массе тела в плавучем состоянии необходимо использовать Архимедов принцип. Согласно этому принципу, сила подъема, которая действует на тело, равна весу вытесненной жидкости.

Формула Архимедова принципа: $$F_{\text{подъема}} = \rho \cdot V_{\text{вытесненной жидкости}} \cdot g$$
где:
- F_{\text{подъема}} - сила подъема
- \rho - плотность жидкости
- V_{\text{вытесненной жидкости}} - объем жидкости, вытесняемой телом
- g - ускорение свободного падения

Масса тела, находящегося в плавучем состоянии, равна массе вытесненной им жидкости. Для определения массы тела можно использовать следующую формулу:
$$m = \rho \cdot V_{\text{тела}}$$
где:
- m - масса тела
- \rho - плотность жидкости
- V_{\text{тела}} - объем тела

Дополнительный материал: Пусть на тело действует сила подъема, равная 500 Н. Известно, что плотность жидкости составляет 1000 кг/м^3. Вычислим массу тела.

Решение:
1. Найдем объем вытесненной жидкости, используя формулу $F_{\text{подъема}} = \rho \cdot V_{\text{вытесненной жидкости}} \cdot g$. Учитывая, что g примерно равно 9,8 м/с^2, получим:
$$V_{\text{вытесненной жидкости}} = \frac{F_{\text{подъема}}}{\rho \cdot g} = \frac{500 \, \text{Н}}{1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2}$$
2. Подставим полученное значение объема в формулу массы тела $m = \rho \cdot V_{\text{тела}}$.
3. Получаем:
$$m = \frac{F_{\text{подъема}}}{g} = \frac{500 \, \text{Н}}{9,8 \, \text{м/с}^2} \approx 51,02 \, \text{кг}$$

Совет: Чтобы лучше понять Архимедов принцип, можно провести эксперимент, используя разные предметы и разные жидкости. Например, вы можете взять стакан с водой и положить в него предметы разной плотности, такие как деревянный, пластиковый или металлический предмет. При этом обратите внимание на то, какие предметы будут плавать и какие будут тонуть.

Задание для закрепления: Если плотность жидкости составляет 800 кг/м^3, а сила подъема равна 1200 Н, какова масса тела в плавучем состоянии?