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

Два шара одинакового объёма полностью погружены в сосуд с водой. Один шар находится на глубине 10 см, другой – на глубине 25 см. На шар 1 действует выталкивающая сила, равная 9 Н. Какова выталкивающая сила, действующая на шар 2?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Дано:
$V_1 = V_2 = V$ (объёмы шаров равны)
$\rho_1 = \rho_2 = \rho_{ж}$ (оба шара находятся в одной жидкости — воде)
$h_1 = 10 \text{ см} = 0,1 \text{ м}$
$h_2 = 25 \text{ см} = 0,25 \text{ м}$
$F_{А1} = 9 \text{ Н}$
Найти:
$F_{А2} = ?$

Анализ и физический закон:
На тело, полностью или частично погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила (сила Архимеда). Согласно закону Архимеда, эта сила рассчитывается по формуле:
$F_{А} = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_{погр}$ ,
где $\rho_{ж}$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, $V_{погр}$ — объём погружённой части тела.

Вывод и расчёт:
1. Запишем формулу силы Архимеда для первого шара:
$F_{А1} = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_1$
По условию задачи $F_{А1} = 9 \text{ Н}$ .

2. Запишем формулу силы Архимеда для второго шара:
$F_{А2} = \rho_{ж} \cdot g \cdot V_2$

3. Сравним эти выражения. Так как шары имеют одинаковый объём ( $V_1 = V_2$ ) и оба полностью погружены в одну и ту же жидкость ( $\rho_{ж}$ одинакова), то величины выталкивающих сил будут равны:
$F_{А1} = F_{А2}$

Важно заметить, что сила Архимеда зависит только от плотности жидкости и объёма погружённой части тела. Глубина погружения ( $h_1$ и $h_2$ ) не входит в формулу силы Архимеда (при условии, что жидкость несжимаема и плотность её с глубиной не меняется). Следовательно, разница в глубине залегания шаров не влияет на величину выталкивающей силы.

Таким образом:
$F_{А2} = F_{А1} = 9 \text{ Н}$

Ответ: 9 Н

Источник: ФИПИ