Задание 7

Расчёт физической величины: механические явления · 72 задания

Задание №7
№7
Лёгкий рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F 1 = 6 Н. Чему равна сила F 2 , если длина рычага равна 25 см, а плечо силы F 1 равн…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
Задание №7
№7
При взвешивании груза в воздухе показание динамометра равно 2 Н. Если груз погружён в воду, показание динамометра равно 1,6 Н. Какова выталкивающая си…
Закон Архимеда. Плавание тел
Задание №7
№7
Камень массой 1 кг, брошенный вертикально вверх, достиг максимальной высоты – 20 м. Чему равна кинетическая энергия камня в момент броска? Сопротивлен…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Груз массой 2 кг упал из состояния покоя с высоты 4 м от пола на стол высотой 1 м, стоящий на полу. Чему равна работа силы тяжести при падении груза?
Работа и мощность
Задание №7
№7
На рисунке изображён неподвижный блок, с помощью которого равномерно поднимают груз массой 200 кг. Какую силу при этом прикладывают к свободному концу…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
Задание №7
№7
Движущийся со скоростью 3 м/с шар массой 2 кг соударяется с неподвижным шаром массой 1 кг. После удара шары движутся как единое целое. Чему равна скор…
Закон сохранения импульса
Задание №7
№7
Тело брошено вертикально вверх. На рисунке показан график зависимости кинетической энергии тела от его высоты над точкой броска. Чему равна потенциаль…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Груз подвесили на упругую пружину жёсткостью 50 Н/м . При этом пружина растянулась на 4 см. Чему равна масса подвешенного груза?
Закон Гука
Задание №7
№7
В U -образном сосуде находятся две несмешивающиеся жидкости. Во сколько раз плотность жидкости 1 меньше плотности жидкости 2?
Давление
Задание №7
№7
Камень массой 2 кг бросили вертикально вверх с поверхности Земли. В момент броска его кинетическая энергия была равна 400 Дж. Какую потенциальную энер…
Закон сохранения энергии
Задание №7
№7
Тело движется в положительном направлении оси Ox . На рисунке представлен график зависимости от времени t для проекции F x силы, действующей на тело.…
Импульс тела
Задание №7
№7
Брусок равномерно и прямолинейно перемещали по горизонтальной поверхности, прикладывая силу тяги, направленную по движению бруска и равную по модулю 1…
Работа и мощность

Задание №7 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Алюминиевый шарик опустили до полного погружения сначала в воду,
а затем в спирт. Во сколько раз выталкивающая сила, действующая на шарик в воде, больше, чем выталкивающая сила в спирте?

Правильный ответ

1.25

Пояснение

Решение.

Для решения задачи воспользуемся законом Архимеда. На тело, полностью погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила (сила Архимеда), которая рассчитывается по формуле:
$F_{A} = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{п}$ ,
где $\rho_{ж}$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, $V_{п}$ — объём погружённой части тела.

Дано:
$\rho_{в} = 1000 \text{ кг/м}^{3}$ (плотность воды)
$\rho_{с} = 800 \text{ кг/м}^{3}$ (плотность спирта)
$V_{в} = V_{с} = V$ (так как шарик один и тот же и погружён полностью)
$g = 10 \text{ Н/кг}$
Найти: $\frac{F_{A1}}{F_{A2}}$

Анализ и вычисления:
1. Запишем формулу силы Архимеда для случая погружения в воду:
$F_{A1} = \rho_{в} \cdot g \cdot V$
2. Запишем формулу силы Архимеда для случая погружения в спирт:
$F_{A2} = \rho_{с} \cdot g \cdot V$
3. Чтобы найти, во сколько раз сила в воде больше силы в спирте, составим отношение этих сил:
$\frac{F_{A1}}{F_{A2}} = \frac{\rho_{в} \cdot g \cdot V}{\rho_{с} \cdot g \cdot V}$
4. Сократим одинаковые величины ( $g$ и $V$ ):
$\frac{F_{A1}}{F_{A2}} = \frac{\rho_{в}}{\rho_{с}}$
5. Подставим табличные значения плотностей жидкостей:
$\frac{F_{A1}}{F_{A2}} = \frac{1000 \text{ кг/м}^{3}}{800 \text{ кг/м}^{3}} = \frac{10}{8} = 1,25$

Таким образом, выталкивающая сила в воде в $1,25$ раза больше, чем в спирте.

Ответ: 1,25

Источник: ФИПИ