Задание 7

Расчёт физической величины: механические явления · 72 задания

Задание №7
№7Сложное
Лёгкий рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F₁ = 6 Н. Чему равна сила F₂, если длина рычага равна 25 см, а плечо силы F₁равно 15…
Простые механизмы. Рычаг. КПД
Задание №7
№7Лёгкое
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
№7Лёгкое
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
№7Среднее
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
№7Лёгкое
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
№7Среднее
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
№7Среднее
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
№7Среднее
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
№7Сложное
В U -образном сосуде находятся две несмешивающиеся жидкости. Во сколько раз плотность жидкости 1 меньше плотности жидкости 2?
Давление
Задание №7
№7Лёгкое
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
№7Лёгкое
Тело движется в положительном направлении оси Ox. На рисунке представлен график зависимости от времени t для проекции F_x силы, действующей на тело. Н…
Импульс тела
Задание №7
№7Сложное
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 кубик опустили сначала в керосин, а затем в воду. Во сколько раз увеличилась выталкивающая сила, действующая на кубик?

Правильный ответ

1.25

Пояснение

Решение.

Для решения задачи нам необходимо сравнить значения выталкивающей силы (силы Архимеда), действующей на кубик в двух разных жидкостях: керосине и воде.

Дано:
$\rho_{к} = 800$ кг/м³ (плотность керосина)
$\rho_{в} = 1000$ кг/м³ (плотность воды)
$V_{к} = V_{в} = V$ (объём кубика не меняется)
Найти: $\frac{F_{А2}}{F_{А1}}$ — ?

Физические законы и формулы:
Выталкивающая сила (сила Архимеда), действующая на тело, полностью погружённое в жидкость, определяется по формуле:
$F_{А} = \rho_{ж} \cdot g \cdot V$ ,
где $\rho_{ж}$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, $V$ — объём погружённой части тела.

Вывод рабочей формулы:
1. Запишем силу Архимеда, действующую на кубик в керосине:
$F_{А1} = \rho_{к} \cdot g \cdot V$
2. Запишем силу Архимеда, действующую на кубик в воде:
$F_{А2} = \rho_{в} \cdot g \cdot V$
3. Чтобы найти, во сколько раз увеличилась сила, разделим второе выражение на первое:
$\frac{F_{А2}}{F_{А1}} = \frac{\rho_{в} \cdot g \cdot V}{\rho_{к} \cdot g \cdot V}$
Сократив на $g$ и $V$ , получаем простую зависимость от плотностей жидкостей:
$\frac{F_{А2}}{F_{А1}} = \frac{\rho_{в}}{\rho_{к}}$

Вычисления:
Подставим табличные значения плотностей:
$\frac{F_{А2}}{F_{А1}} = \frac{1000 \text{ кг/м}^3}{800 \text{ кг/м}^3} = \frac{10}{8} = 1,25$

Вывод:
Так как плотность воды больше плотности керосина, выталкивающая сила при переносе кубика из керосина в воду увеличилась в $1,25$ раза.

Ответ: 1,25

Источник: ФИПИ