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 полностью погружены в воду: шар 1 на глубину 8 см, шар 2 на глубину 20 см. Объём шара 1 в 2 раза больше объёма шара 2. На шар 2 действует выталкивающая сила, равная 2,4 Н. Определите выталкивающую силу, действующую на шар 1.

Правильный ответ

4.8

Пояснение

Решение.

Дано:
$h_1 = 8 \text{ см} = 0,08 \text{ м}$
$h_2 = 20 \text{ см} = 0,2 \text{ м}$
$V_1 = 2V_2$
$F_{A2} = 2,4 \text{ Н}$
Жидкость — вода ( $\rho = 1000 \text{ кг/м}^3$ )
_________________
$F_{A1} - ?$

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:
$F_A = \rho \cdot g \cdot V_{погр}$ ,
где $\rho$ — плотность жидкости, $g$ — ускорение свободного падения, $V_{погр}$ — объём погружённой части тела.

Важно заметить, что сила Архимеда зависит только от плотности жидкости и объёма погружённой части тела. Глубина погружения ( $h$ ) в данной формуле отсутствует, а значит, она не влияет на величину выталкивающей силы, если тело уже полностью находится под водой.

Вывод рабочей формулы:
Запишем выражение для силы Архимеда, действующей на каждый шар:
Для второго шара: $F_{A2} = \rho \cdot g \cdot V_2$
Для первого шара: $F_{A1} = \rho \cdot g \cdot V_1$

Так как по условию $V_1 = 2V_2$ , подставим это соотношение в формулу для первого шара:
$F_{A1} = \rho \cdot g \cdot (2V_2) = 2 \cdot (\rho \cdot g \cdot V_2)$

Заметим, что выражение в скобках — это и есть сила $F_{A2}$ . Следовательно:
$F_{A1} = 2 \cdot F_{A2}$

Вычисления:
Подставим известное значение силы для второго шара:
$F_{A1} = 2 \cdot 2,4 \text{ Н} = 4,8 \text{ Н}$

Ответ: 4,8 Н

Источник: ФИПИ