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
Два шара полностью погружены в воду: шар 1 на глубину 8 см, шар 2 на глубину 16 см. Объём шара 1 в 2 раза меньше объёма шара 2. Во сколько раз выталкивающая сила, действующая на шар 1, меньше выталкивающей силы, действующей на шар 2?
Правильный ответ
2
Пояснение
Решение.
Для решения задачи проанализируем физические законы, описывающие поведение тел, погруженных в жидкость.
Дано:
h1=8 см=0,08 м
h2=16 см=0,16 м
V2=2⋅V1
ρ1=ρ2=ρводы (оба шара в воде)
FA1FA2−?
Анализ и вычисления:
1. На тело, полностью или частично погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила (сила Архимеда). Согласно закону Архимеда, эта сила рассчитывается по формуле:
FA=ρж⋅g⋅Vпогр,
где ρж — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, Vпогр — объём погруженной части тела.
2. Важно заметить, что согласно формуле Архимеда, выталкивающая сила зависит только от плотности жидкости и объёма погруженной части тела. Глубина погружения (h) в данной формуле отсутствует. Это означает, что если тело полностью находится под водой, то при изменении глубины (в пределах несжимаемости жидкости) сила Архимеда не меняется.
3. Запишем выражение для силы Архимеда, действующей на каждый шар (так как они погружены полностью, Vпогр=Vшара):
Для первого шара: FA1=ρводы⋅g⋅V1
Для второго шара: FA2=ρводы⋅g⋅V2
4. Найдём отношение сил, подставив условие V2=2⋅V1:
FA1FA2=ρводы⋅g⋅V1ρводы⋅g⋅V2=V1V2=V12⋅V1=2.
Таким образом, выталкивающая сила, действующая на шар 2, в 2 раза больше, чем на шар 1. Соответственно, сила, действующая на шар 1, в 2 раза меньше силы, действующей на шар 2.
Ответ: 2
Источник: ФИПИ