срочно
помогите пожалуйста
Один и тот же деревянный брусок плавает по очереди в трех сосудах, в которых налита ртуть,вода и керосин. Сравните архимедовы силы, действующие на брусок в этих трех случаях.
Ответ
Примеры решения задач
Задача 1. Один и тот же деревянный брусок плавает по очереди
в трех сосудах, в которых налита ртуть, вода и керосин. Сравните
архимедовы силы, действующие на брусок в этих трех случаях.
145
Решение. Брусок плавает, следовательно, находится в равно-
весии. Это возможно только тогда, когда сила Архимеда равна силе
тяжести. Но брусок один, значит, на него действует одна и та же
сила тяжести. Тогда и сила Архимеда во всех случаях одинаковая:
F mg.
Единственное отличие будет в разной глубине погружения бруска
в различных жидкостях. Предлагаем вам самостоятельно определить,
в какую жидкость брусок погрузится глубже всего.
Задача 2. Льдинка с замороженной в нее пробкой плавает в ста-
кане с водой при температуре 0'С. Как изменится уровень воды в
стакане, если лед растает, а температура останется прежней? Каков
будет ответ, если вместо пробки внутри льда будет дробинка?
Решение. Пусть т - масса льда, а т
масса тела, замо-
роженного в лед. Тогда объем воды, который будет вытеснен ими,
будет равен
m + mo
где р - плотность воды.
Когда лед растает, он займет объем V
л
p
Если плотность тела, замороженного в лед, меньше или равна
плотности воды, то тело плавает в воде и вытесненный объем воды
Очевидно, что в этом случае
будет равен V
p
л
m + mo
p
p
Уровень воды в стакане не изменится, так как не изменится
объем, вытесненный льдом с замороженным в него телом.
Значит, если кусок льда сплошной, или в него заморожено тело с
плотностью вещества меньшей, чем воды, или во льду есть пузырек
воздуха, то после того, как лед растает, уровень воды в стакане не
изменится.
Если плотность тела р больше плотности воды, то тело, после
того, как лед растает, тонет, вытесняя объем, равный собственному
m
m +
объему: V
этом случае V + V < V, так как
Po
p
Po
p
Значит, во втором случае (внутри льда дробинка) уровень воды
в стакане понизится.
Ответ: если в лед заморожена пробка, то после таяния
льда уровень воды в стакане не изменится, а если заморо-
жена дробинка, то уровень воды понизится.
Задача 3. Плоская льдина высотой Н плавает в озере. Каковы
высоты надводной и подводной части льдины?
Дано:
= 0,9 г/см3
Решение. Если лед плавает, то сила Архимеда
равна силе тяжести, действующей на льдину, т. е.
P. = 1 г/см3
- высота
льдины
- ? h, - ?
p.gV, = mg.
(1)
Пусть һ, и h,, V, и V, - высоты и объемы над-
2
водной и подводной части льдины соответственно.
Изобразим на рис. 4.48 силы, действующие на
льдину.
Из данного рисунка видно, что
+ h, = H,
(2)
и
+V, = V.
(3)
Массу льдины выразим через плотность льда и его объем:
= pV.
(4)
Подставив (4) в (1), получим
p,gV, = p.gV.
(5)
Если V, = h,S, V = HS, то (5) перепишется так: p.gh,S = p. gHS.
2
Отсюда высота подводной части равна
H.
(6)
Из (2) имеем h, = - h,, т. е.
h, - - . H.
(7)
Подставив в формулы (6) и (7) численные
значения плотностей льда и воды, получим
h. 10
10
(8)
h,
В данной задаче мы имели дело с плос-
кой льдиной, но можно убедиться в том, что
формулы (8) справедливы и для сплошного
куска льда произвольной формы.
mg
Рис. 4.48
Задача 3. Плоская льдина высотой Н плавает в озере. Каковы
высоты надводной и подводной части льдины?
Дано:
= 0,9 г/см3
Решение. Если лед плавает, то сила Архимеда
равна силе тяжести, действующей на льдину, т. е.
P. = 1 г/см3
- высота
льдины
- ? h, - ?
p.gV, = mg.
(1)
Пусть һ, и h,, V, и V, - высоты и объемы над-
2
водной и подводной части льдины соответственно.
Изобразим на рис. 4.48 силы, действующие на
льдину.
Из данного рисунка видно, что
+ h, = H,
(2)
и
+V, = V.
(3)
Массу льдины выразим через плотность льда и его объем:
= pV.
(4)
Подставив (4) в (1), получим
p,gV, = p.gV.
(5)
Если V, = h,S, V = HS, то (5) перепишется так: p.gh,S = p. gHS.
2
Отсюда высота подводной части равна
H.
(6)
Из (2) имеем h, = - h,, т. е.
h, - - . H.
(7)
Подставив в формулы (6) и (7) численные
значения плотностей льда и воды, получим
h. 10
10
(8)
h,
В данной задаче мы имели дело с плос-
кой льдиной, но можно убедиться в том, что
формулы (8) справедливы и для сплошного
куска льда произвольной формы.
mg
Рис. 4.48
Ответ
Объяснение:
По условию задания плавает как в керосине, так и в воде, следовательно, он не тонет в обоих случаях. Это говорит о том, что сила Архимеда компенсирует силу тяжести бруска в обоих случаях равна ей, то есть сила Архимеда одинаково в обоих опытах.
плотность керосина равна 800кг/м3, а воды 1000кг/м3. Поэтому в керосине брусок будет погружаться больше, чем в воде. формула F=pgV
ртуть не знаю