Сравни силу архимеда и силу тяжести действующие на шарик из пенопласта
Обновлено: 18.05.2024
. Помогите решить физику.
Для вычисления силы тяжести достаточно знать массу тела. А масса равна произведению плотности на объем.
1. объем прямоугольного бруска V = 0,2 м * 0,1 м * 0,08 м = 0,0016 м3.
2. масса = плотность льда*объем = 0,9 * 0,0016 = 0,00144 кг.
Теперь по формуле вычисляем силу тяжести
3. сила тяжести Р = mg = 0,00144 * 9,8 = (посчитай сама, результат будет измеряться в Н (ньютонах).
А силу Архимеда в данном случае не надо вычислять. Поскольку лёд плавает на поверхности воды, значит, сила тяжести и выталкивающая сила Архимеда уравновешивают друг друга, т. е. они равны.
Кто хорошо знает Физику 7 класс Архимедова сила. Таблица
Во второй нужно сравнить силу архимеда и силу тяжести
6 зпжание
6.
Дано:
P = 4,5 Н
V = 500 см³ = 0,0005 м³
p1 = 1000 кг/м³
р2 = 900 кг/м³
р3 = 800 кг/м³
Найти:
FA1, FA2, FA3 - ?
Решение:
FA1 = p1 × g × V
FA1 = 1000 кг/м³ × 10 Н/кг × 0,0005 м³ = 5 Н
F тяж < FА1
=> тело будет всплывать в воде
FA2 = p2 × g × V
FA2 = 900 кг/м³ × 10 Н/кг × 0,0005 м³ = 4,5 Н
F тяж = FA2
=> тело будет плавать в спирте
FA3 = р3 × g × V
FA3 = 800 кг/м³ × 10 Н/кг × 0,0005 м³ = 4 Н
F тяж > FA3
=> тело утонет в керосине
В таблице скорее всего что-то перепутали, т.к. дважды сила Архимеда. Должно быть сравнение силы тяжести и силы Архимеда.
Сила тяж ДАНО 4,5 Н. Сравнивай её с силой Арх.
Вес тела в данном случае равен силе тяжести - 4,5 Н. Вот мы и находим силу Архимеда, а затем сравниваем с силой тяжести. Если сила Архимеда, допустим, равна 5 Н, то 5 явно больше, чем 4,5. Отсюда F тяж < F Архимеда
Сравни силу Архимеда и силу тяжести действующие на шарика из пенопласта Сила Архимеда больше силы тяжести
Сила Архимеда меньше силы тяжести
Сила Архимеда равна силе тяжести
Урок Креслення допоможіть накреслети в зошитів в клітинку! Урок чертение помогите начертить в тетрадке в клеточку!
Реферат про Характер
Критика Данте Алігерьє
Ответить на вопросы 1. Подумайте, в каких жизненных случаях человек может оказаться перед нравственным выбором? 2. Как оценил директор поступок учител … ьницы в рассказе ,, Уроки французского "?
Складзіце табліцу найбольш значных на вашу думку падзей у гісторыі літаратуры 11-18 стагоддзяў
Предыдущий
Вместе мы знаем больше
Сравни силу Архимеда и силу тяжести действующие на шарика из пенопласта Сила Архимеда больше силы тяжести
Сила Архимеда меньше силы тяжести
Сила Архимеда равна силе тяжести
Положительные: -рост городов, ремесла и торговли -культурное и хозяйственное развитие отдельных земель
Отрицательные: -слабая центральная власть -самостоятельность местных князей и бояр -распад государства на отдельные княжества -уязвимость для внешних врагов
Последствия распада были противоречивы. В самостоятельных княжествах происходило освоение новых земель, возникали и росли города, развивались ремесла и торговля. Однако в военном плане силы Руси значительно ослабли. К тому же междоусобные войны разоряли страну. Отрицательные последствия раздробленности были обычны для любой средневековой страны и существенно не влияли на общие темпы развития общества. Но для Руси они оказались роковыми. В XIII в. Русь не смогла дать отпор монгольскому нашествию и была отброшена далеко назад в своем развитии.
Сравни силу Архимеда и силу тяжести действующие на шарика из пенопласта Сила Архимеда больше силы тяжести
Сила Архимеда меньше силы тяжести
Сила Архимеда равна силе тяжести
1558 г., январь — начало Ливонской войны. Осада Нарвы и Дерпта (Юрьева).
1559 г., октябрь — перемирие между магистром Ливонского ордена Готардом Кетлером и Иваном IV.
1559 г., май — Нарва отказывается признать перемирие, русские берут крепость штурмом.
1560 г., февраль — возобновление военных действий в Ливонии. Магистр ордена нарушает перемирие, вступив в союз с Польшей; август — русские войска под командованием князя А. Курбского разбивают ливонское войско у Феллина. Ливонцы обращаются за военной поддержкой к Польше.
1563 г. — овладев Смоленском и Витебском, русские войска занимают Полоцкое воеводство, Иван Грозный заключает союз с Данией против Польши и Швеции.
1569 г. — по подстрекательству Польши турецко-татарские войска подходят к Астрахани.
1571 г. — поход крымского хана Девлет-Гирея на Москву.
1579 г., июль — польский король Стефан Баторий объявляет войну России.
1579 г., август — осада поляками Полоцка. Иван IV пытается начать переговоры с польским королем.
1581 г., февраль — новый поход Батория.
1582 г., 6 января — заключение Ям-Запольского перемирия. Россия отказалась от завоеваний в Ливонии.
1583 г., август — заключение Плюсского перемирия между Россией и Швецией. Швеция сохранила за собой все завоевания и присоединила территории вдоль Финского залива.
Архимедова сила: что это такое и как действует
Гениальный учёный Архимед, живший в древнегреческих Сиракузах в III веке до нашей эры, прославился среди современников как создатель оборонительных машин, способных перевернуть боевой корабль. Другое его изобретение, «Архимедов винт», по сей день остаётся важнейшей деталью гигантских буровых установок и кухонных мясорубок. Мир обязан Архимеду революционными открытиями в области оптики, математики и механики.
Его личность окутана легендами, порой весьма забавными. С одной из них мы и начнём нашу статью.
«Эврика!» Открытие закона Архимеда
Однажды царь Сиракуз Гиерон II обратился к Архимеду с просьбой установить, действительно ли его корона выполнена из чистого золота, как утверждал ювелир. Правитель подозревал, что мастер прикарманил часть драгоценного металла и частично заменил его серебром.
В те времена не существовало способов определить химический состав металлического сплава. Задача поставила учёного в тупик. Размышляя над ней, он отправился в баню и лёг в ванну, до краёв наполненную водой. Когда часть воды вылилась наружу, на Архимеда снизошло озарение. Такое, что учёный голышом выскочил на улицу и закричал «Эврика!», что по-древнегречески означает «Нашёл!».
Он предположил, что вес вытесненной воды был равен весу его тела, и оказался прав. Явившись к царю, он попросил принести золотой слиток, равный по весу короне, и опустить оба предмета в наполненные до краёв резервуары с водой. Корона вытеснила больше воды, чем слиток. При одной и той же массе объём короны оказался больше, чем объём слитка, а значит, она обладала меньшей плотностью, чем золото. Выходит, царь правильно подозревал своего ювелира.
Так был открыт принцип, который теперь мы называем законом Архимеда:
На тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа в объёме погружённой части тела.
Эта выталкивающая сила и называется силой Архимеда.
Формула силы Архимеда
На любой объект, погружённый в воду, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости. Таким образом, вес объекта, погружённого в воду, будет отличаться от его веса в воздухе в меньшую сторону. Разница будет равна весу вытесненной воды.
Чем больше плотность среды — тем меньше вес. Именно поэтому погрузившись в воду, мы можем легко поднять другого человека.
Выталкивающая сила зависит от трёх факторов:
- плотности жидкости или газа (p);
- ускорения свободного падения (g);
- объёма погружённой части тела (V).
Сопоставив эти данные, получаем формулу:
.jpg)
Как действует сила Архимеда
Поскольку сила Архимеда, действующая на тело, зависит от объёма его погружённой части и плотности среды, в которой оно находится, можно рассчитать, как поведёт себя то или иное тело в определённой жидкости или газе.
Если плотность тела меньше плотности жидкости или газа — оно будет плавать на поверхности.
Если плотности тела и жидкости или газа равны — тело будет находиться в безразличном равновесии в толще жидкости или газа.
Если плотность тела больше, чем плотность жидкости или газа, — оно уйдёт на дно.
Сила Архимеда в жидкости: почему корабли не тонут
Корпус корабля заполнен воздухом, поэтому общая плотность судна оказывается меньше плотности воды, и сила Архимеда выталкивает его на поверхность. Но если корабль получит пробоину и пространство внутри заполнится водой, то общая плотность судна увеличится, и оно утонет.
В подводных лодках существуют специальные резервуары, заполняемые водой или сжатым воздухом в зависимости от того, нужно ли уйти на глубину или подняться ближе к поверхности. Тот же самый принцип используют рыбы, наполняя воздухом специальный орган — плавательный пузырь.
На тело, плотно прилегающее ко дну, выталкивающая сила не действует. Это учитывают при подъёме затонувших кораблей. Сначала судно слегка приподнимают, позволяя воде проникнуть под него. Тогда давление воды начинает действовать на корабль снизу.
Но чтобы поднять корабль на поверхность, необходимо уменьшить его плотность. Разумеется, воздух в получившем пробоину корпусе не удержится. Поэтому его заполняют каким-нибудь лёгким веществом, например, шариками пенополистирола.
Примечательно, что эта идея впервые пришла в голову не учёным, а авторам диснеевского комикса, в котором Дональд Дак таким образом поднимает со дна яхту Скруджа Макдака. Датский инженер Карл Кройер (Karl Krøyer), впервые применивший метод на практике, по собственному признанию вдохновлялся «Утиными историями».
© Walt Disney Corporation, 1949
Сила Архимеда в газах: почему летают дирижабли
В воздухе архимедова сила действует так же, как в жидкости. Но поскольку плотность воздуха обычно намного меньше, чем плотность окружённых им предметов, выталкивающая сила оказывается ничтожно мала.
Впрочем, есть исключения. Воздушный шарик, наполненный гелием, стремится вверх именно потому, что плотность гелия ниже, чем плотность воздуха. А если наполнить шар обычным воздухом — он упадёт на землю. Плотность воздуха в нём будет такая же, как у воздуха снаружи, но более высокая плотность резины обеспечит падение шарика.
Этот принцип используется в аэростатах — воздушные шары и дирижабли наполняют гелием или горячим воздухом (чем горячее воздух, тем ниже его плотность), чтобы подняться, и снижают концентрацию гелия (или температуру воздуха), чтобы спуститься. На них действует та же выталкивающая сила, что и на подводные лодки. Именно поэтому перемещения на аэростатах называют воздухоплаванием.
1. Архимедова сила
Почему в воде человека легко удержать на руках, а при выходе из воды он становится тяжёлым?
Почему огромный железный корабль плывёт, а железный гвоздь тонет?
Почему пенопласт трудно удержать под водой?
Если тело находится в жидкости или газе, то на него действует сила, направленная противоположно силе земного притяжения, которая называется архимедовой силой .
Архимед (287-212 гг. до н.э.)
1. Если архимедова сила больше силы тяжести, то тело будет подниматься из жидкости — всплывать. В случае с газом это проявляется как поднятие вверх, например, наполненного гелием воздушного шарика.
2. Если архимедова сила равна силе тяжести, то их общая сила равна \(0\), и тело может находиться в равновесии в любом месте жидкости.
3. Если архимедова сила меньше силы тяжести, то тело будет опускаться на дно — тонуть.
Если тело полностью погружено в жидкость или находится в газе, то архимедова сила равна весу жидкости или газа в объёме, вытесненном телом.
Архимедова сила вычисляется по формуле:
F A = ρ жидкости ⋅ g ⋅ V тела .
Почему?
P = mg , где \(m\) — масса жидкости, m = ρ ж ⋅ V , поэтому вес вытесненной жидкости равен P = ρ ж ⋅ V ⋅ g , архимедова сила равна этому весу.
Из формулы можно сделать выводы:
1. Если плотность тела меньше плотности жидкости, то архимедова сила больше веса тела, и тело всплывает (и после этого плавает на поверхности жидкости).
2. Если плотность тела равна плотности жидкости, то архимедова сила равна весу тела, и тело плавает внутри жидкости.
3. Если плотность тела больше плотности жидкости, то архимедова сила меньше веса тела — и тело тонет.
Корабли изготавливают из стали, но внутри них много воздуха, и поэтому общая плотность корабля меньше плотности воды.
Подводная часть корабля занимает большой объём, она вытесняет так много воды, что подъёмная сила становится достаточно большой, чтобы корабль не тонул.
Длина корабля «Silver Shadow» — \(186\) метров, осадка — \(6,12\) метров. Общая масса корабля — \(28\) \(258\) тонн.
Современная подводная лодка, которая может опускаться на глубину до \(40\) метров
Средняя плотность подводной лодки регулируется количеством воды в камерах: если они наполняются водой, то подводная лодка ныряет, а когда вода заменяется сжатым воздухом — лодка всплывает.
2. Архимедова сила. Подъёмная сила
находящегося в газе: F А = ρ газа ⋅ g ⋅ V тела .
Обрати внимание!
Для того чтобы летательный аппарат поднялся в воздух, необходимо, чтобы архимедова сила,
действующая на шар, была больше силы тяжести.
На этом основано воздухоплавание.
Подъёмная сила воздушного шара зависит от разности архимедовой силы и силы тяжести всей конструкции.
Подъёмная сила увеличивается при увеличении архимедовой силы и уменьшении силы тяжести:
\(F=F_A-F_\).
Плотность газа прямо пропорционально силе тяжести и обратно пропорционально подъёмной силе.
Поэтому для увеличения подъёмной силы нужно использовать газы с малой плотностью (меньшей, чем у воздуха). Одним из таких газов является водород. Однако, водород взрывоопасен, поэтому его для этой цели не используют. Гелий также имеет небольшую плотность, но в отличие от водорода, он не горюч. Это способствует тому, что многие аэростаты заполняют именно гелием.
Теплый воздух также имеет меньшую плотность, чем холодный. Поэтому и его можно использовать для создания подъёмной силы.
Чтобы управлять плотностью воздуха, используют газовые горелки. При увеличении пламени газ нагревается сильнее, его плотность уменьшается и шар поднимается выше — подъёмная сила увеличивается. Чтобы снизить высоту воздушного шара, фитиль горелки убавляют, уменьшая скорость нагрева. Воздух внутри шара охлаждается, подъёмная сила уменьшается, шар начинает опускаться вниз.
Таким образом, можно управлять высотой подъёма шара и добиться равенства силы тяжести и силы Архимеда. В этом состоянии шар повисает на одной высоте и будет перемещаться горизонтальными потоками воздуха (ветром).
Плотность атмосферного воздуха изменяется с увеличением высоты. Нагревать газ внутри шара можно до определённого значения. Поэтому при равенстве архимедовой силы и силы тяжести подъём аппарата останавливается.
Единственный выход — уменьшить силу тяжести: уменьшить массу груза. Для этого на воздушные шары берут мешки с песком, которые можно выкинуть или отсыпать часть. При уменьшении массы шара уменьшается сила тяжести, что приводит к продолжению подъема аэростата.
Если необходимо опустить на меньшую высоту, уменьшают архимедову силу за счет уменьшения объёма шара. Для этого открывают клапан, и часть газа из шара выходит.
Сравни силу архимеда и силу тяжести действующие на шарик из пенопласта
Задача № 1. Тело объемом 2 м 3 погружено в воду. Найдите архимедову силу, действующую на тело.
Задача № 2. Определить выталкивающую силу, действующую на деревянный плот объемом 12 м 3 , погруженный в воду на половину своего объема.
Задача № 3. Каков объем железобетонной плиты, если в воде на нее действует выталкивающая сила 8000 Н?
Задача № 4. Какую силу надо приложить, чтобы удержать под водой бетонную плиту, масса которой 720 кг?
Задача № 5. Какую высоту должен иметь столб нефти, чтобы уравновесить в сообщающихся сосудах столб ртути высотой 16 см?
Задача № 6. Вес тела в воздухе равен 26 кН, а в воде — 16 кН. Каков объем тела?
Задача № 7. Какую силу нужно приложить, чтобы удержать в воде кусок гранита объемом 40 дм 3 ?
Задача № 8. Определите объем куска меди, который при погружении в керосин выталкивается силой 160 Н.
Задача № 9 (повышенной сложности). Медный шар в воздухе весит 1,96 Н, а в воде 1,47 Н. Сплошной этот шар или полый?
Задача № 10 (повышенной сложности). Рассчитайте, какой груз сможет поднять шар объемом 1 м 3 , наполненный водородом. Какой примерно объем должен иметь шар с водородом, чтобы поднять человека массой 70 кг? (Вес оболочки не учитывать.)
Задача № 11. Деревянный цилиндр плавает на поверхности воды так, что он погружен в воду на 90%. Какая часть цилиндра будет погружена в воду, если поверх воды налить слой масла, полностью закрывающий цилиндр? Плотность масла 800 кг/м 3 .
Дано: V – объем цилиндра (V = Sh); h – высота цилиндра; S – площадь основания цилиндра; V1 – объем цилиндра, погруженного в масло (V1 = V – V2 = Sh1); h1 – высота части цилиндра, погруженной в масло; V2 – объем цилиндра, погруженного в воду после добавления масла; рв – плотность воды (1000 кг/м 3 ); рм – плотность масла (800 кг/м 3 )
Решение . F – сила, выталкивающая цилиндр из воды до добавления масла F = 0,9pвgV
F1 – сила, выталкивающая цилиндр из масла F1 = pмgV1
F2 – сила, выталкивающая цилиндр из воды после добавления масла F2 = pвgV2
Баланс сил: F – F1 = F2
0,9pвgV – pмgV1 = pвgV2 V1 = V – V2 ⇒ 0,9pвV – pм(V – V2) = pвV2
V(0,9pв – pм) = V2(pв – pм) V = Sh; V1 = Sh1 ⇒
Ответ: 1/2 часть цилиндра будет погружена в воду (50%).
Задача № 12. Плоская льдина плавает в воде, выступая над уровнем воды на 3 см. Человек массой 70 кг зашел на льдину. В результате, высота выступающей части над льдиной уменьшилась в 3 раза. Найти площадь льдины.
Ответ: 3,5 м 3 .
Теория для решения задач.
Давление жидкости на покоящееся в ней тело называют гидростатическим давлением. Гидростатическое давление на глубине h равно р = ратм + p*g*h
Закон Паскаля. Жидкость и газ передают оказываемое на них давление во всех направлениях одинаково.
Читайте также: