· ГДЗ · 2 хв. читати

§26. Дія рідини й газу на занурене в них тіло. Архімедова сила - Максимович

Поміркуйте і дайте відповідь

1. Яка сила не дає нам занурити м’яч під воду?

Виштовхувальна сила (або архімедова сила) не дає нам занурити м’яч під воду, оскільки вона діє вертикально вгору і протилежна силі тяжіння.

2. Чому ви легко можете підняти великий камінь у морі чи іншій водоймі, а на березі це дуже важко зробити?

У воді на камінь діє виштовхувальна сила, яка зменшує його вагу, тому підняти його легше. На березі ця сила відсутня, і ми відчуваємо повну вагу каменя.

3. Два однакових циліндри підвісили до коромисла терезів. Терези зрівноважені, бо маси циліндрів однакові (мал. 26.5). Один циліндр занурюють у посудину з гасом, а другий — у посудину з водою. Чи порушиться рівновага? Якщо так, то в який бік?

Рівновага порушиться, тому що густина води більша за густину гасу. Виштовхувальна сила на циліндр у воді буде більшою, тому коромисло нахилиться в бік циліндра, зануреного у гас.

4. Два циліндри, свинцевий і алюмінієвий, зрівноважені на терезах (мал. 26.6). Чи порушиться рівновага в разі їх занурення у воду? Чому?

Рівновага порушиться, оскільки густина свинцю більша за густину алюмінію. Виштовхувальна сила на алюмінієвий циліндр буде більшою через більший об’єм, тому коромисло нахилиться в бік свинцевого циліндра.

Перевірте себе

1. Вага тіла в повітрі становить 1,5 Н, а в разі занурення у воду зменшується до 1,2 Н. Чому дорівнює величина виштовхувальної сили, що діяла на тіло?

Дано:
P1=1,5НP_1 = 1{,}5 \, \text{Н}
P2=1,2НP_2 = 1{,}2 \, \text{Н}
Fарх?F_{\text{арх}} - ?
Розв’язання:

Виштовхувальна сила визначається за формулою:

Fарх=P1P2F_{\text{арх}} = P_1 - P_2

Підставимо значення:

Fарх=1,5Н1,2Н=0,3НF_{\text{арх}} = 1{,}5 \, \text{Н} - 1{,}2 \, \text{Н} = 0{,}3 \, \text{Н}

Відповідь: 0,3Н0{,}3 \, \text{Н}

2. На тіло об’ємом 600 см3, яке повністю занурене у невідому рідину, діє архімедова сила 4,8 Н. Що це за рідина?

Дано:
V=600см3=0,0006м3V = 600 \, \text{см}^3 = 0{,}0006 \, \text{м}^3
Fарх=4,8НF_{\text{арх}} = 4{,}8 \, \text{Н}
g=10м/с2g = 10 \, \text{м/с}^2
ρ?\rho - ?
Розв’язання:
За законом Архімеда виштовхувальна сила дорівнює
вазі рідини в об’ємі зануреної частини тіла:
Fарх=ρgVF_{\text{арх}} = \rho g V

Виразимо густину рідини:

ρ=FархgV\rho = \dfrac{F_{\text{арх}}}{g V}

Підставимо значення:

ρ=4,8100,0006=800кг/м3\rho = \dfrac{4{,}8}{10 \cdot 0{,}0006} = 800 \, \text{кг/м}^3

Відповідь: 800кг/м3800 \, \text{кг/м}^3, що відповідає густині нафти чи гасу.

3. Визначте об’єм циліндра, якщо в разі повного занурення його в нафту на нього діє виштовхувальна сила 3,2 Н.

Дано:
Fарх=3,2НF_{\text{арх}} = 3{,}2 \, \text{Н}
ρ=800кг/м3\rho = 800 \, \text{кг/м}^3
g=10м/с2g = 10 \, \text{м/с}^2
V?V - ?
Розв’язання:

Виштовхувальна сила визначається за формулою:

Fарх=ρgVF_{\text{арх}} = \rho g V

Виразимо об’єм циліндра:

V=FархρgV = \dfrac{F_{\text{арх}}}{\rho g}

Підставимо значення:

V=3,280010=3,280000,0004м3V = \dfrac{3{,}2}{800 \cdot 10} = \dfrac{3{,}2}{8000} \approx 0{,}0004 \text{м}^3

Відповідь: 0,0004м30{,}0004 \, \text{м}^3 або 400см3400 \, \text{см}^3.

4. Визначте масу срібного браслета, якщо на нього у воді діє виштовхувальна сила 9,5 мН.

Дано:
Fарх=9,5мН=0,0095НF_{\text{арх}} = 9{,}5 \, \text{мН} = 0{,}0095 \, \text{Н}
ρводи=1000кг/м3\rho_{\text{води}} = 1000 \, \text{кг/м}^3
g=10м/с2g = 10 \, \text{м/с}^2
ρсрібла=10500кг/м3\rho_{\text{срібла}} = 10500 \, \text{кг/м}^3
m?m - ?
Розв’язання:

За законом Архімеда:

Fарх=ρводиgVF_{\text{арх}} = \rho_{\text{води}} g V \RightarrowV=FархρводиgV = \dfrac{F_{\text{арх}}}{\rho_{\text{води}} g}

V=0,0095100010=0,00000095м3V = \dfrac{0{,}0095}{1000 \cdot 10} = 0{,}00000095 \, \text{м}^3

Маса срібного браслета визначається за формулою:

m=ρсріблаVm = \rho_{\text{срібла}} V

Підставимо значення:

m=105000,00000095=0,009975кгm = 10500 \cdot 0{,}00000095 = 0{,}009975 \, \text{кг}

Відповідь: m=9,98гm = 9{,}98 \, \text{г} чи приблизно 0,01 кг.

Назад