Задача №1. Запишем условие. Масса плиты равна m = 40,5 кг; плотность мрамора находим в таблице задачника; "ро"1 = 2700кг/м куб: Плотность воды "ро"2 = 1000 кг/м куб. Определить сил у F - ?Решение. Находим силу тяжести, действующую на плиту. Она равна произведению ускорения свободного падения (g = 9,8 м/с кв, округляем до 10м/с кв) на массу плиты. Получим: Fт = gm; Fт = 10м/с кв*40,5 кг = 405 Н. . Теперь, зная массу плиты и плотность мрамора, находим объем плиты. Он равен отношению массы к плотности V = m/"ро"1; V = 40,5 кг/2700 кг/м куб = 0,015 м куб. На плиту действует архимедова сила. Она равнаF(Aрх) = "ро"2gV. То есть, произведению плотности воды на ускорение свободного падения и объем плиты, "двойка" - это индекс плотности, а не коэффициент. F(арх) = 1000 кг/м куб *10м/с кв*0,015 м куб = 150 Н. Сила тяжести направлена вниз, а архимедова сила - вверх. Чтобы удержать плиту, необходимо приложить силу, равную разности этих сил: F = Fт - F(арх) ; F = 405Н - 150Н = 255 Н. ответ: плиту нужно поддерживать, чтобы не упала на дно, с силой 255 Н. Задача №2. Запишем условие. m = 80г = 0,08 кг; Находим в таблице плотность пробкового дерева "ро"1 = 200 кг/м куб; Плотность воды и ускорение силы тяжести мы уже находили: "ро"2 = 1000 кг/м куб и g = 10 Н/кг. (так удобнее записать, но это те же м/с кв! ) Действия похожие. Сила тяжести Fт = gm; F = 10Н/кг*0,08 кг = 0,8 Н; Объем куска дерева: V = m /"ро"2; V =0,08 кг/ 200 кг/м куб = 0,0004 м куб; Архимедова сила F(арх) = "ро"2*gV F(арх) = 200 кг/м куб *10Н/кг*0,0004 м куб = 4 Н; Так как архимедова сила больше силы тяжести, то кусок пробкового дерева при погружении его воду, будет всплывать. И, чтобы удержать его под водой, необходимо приложить силу, равную разности между архимедовой силой (4 Н) и силой тяжести (0,8 Н) . Теперь мы уже будем не поддерживать кусок дерева, а давить на него сверху. Чтобы не всплывал. А сила равна F = F(арх) - Fт; F= 4Н - 0,8Н = 3,2Н. "Питерки" Вам!
Проведешь сам, а я расскажу что надо делать: Для проведения эксперимента нам понадобится брусок с разными гранями(чтобы высота не была равна ширине), динамометр, нить и какая-либо гладкая поверхность(гладкая - в смысле без ям и бугром, подойдет стол) Также забыл - в бруске должен быть крюк, или что-нибудь другое за что зацепим нить. Сначала закрепим брусок на грани с большей площадью и, прикрепив к нему нить с динамометром, будем "тащить" его по столу, желательно равномерно(даже обязательно, потому что только при равномерном движении сила упругости пружины динамометра будет равна силе трения). Запишем показания динамометра в таблицу(или на листик) Затем перевернем брусок на грань с меньшей площадью и проделаем то же самое. Также запишем показания в таблицу. Исходя из показаний получим, что от площади поверхности сила трения не зависит. Показания могут немного колебаться, т.к. стол может быть слегка неровным, тело может двигаться с небольшим ускорением, т.к. идеально равномерного движения практически невозможно добиться.
V = m/"ро"1; V = 40,5 кг/2700 кг/м куб = 0,015 м куб. На плиту действует архимедова сила. Она равнаF(Aрх) = "ро"2gV. То есть, произведению плотности воды на ускорение свободного падения и объем плиты, "двойка" - это индекс плотности, а не коэффициент.
F(арх) = 1000 кг/м куб *10м/с кв*0,015 м куб = 150 Н. Сила тяжести направлена вниз, а архимедова сила - вверх. Чтобы удержать плиту, необходимо приложить силу, равную разности этих сил: F = Fт - F(арх) ; F = 405Н - 150Н = 255 Н. ответ: плиту нужно поддерживать, чтобы не упала на дно, с силой 255 Н.
Задача №2. Запишем условие. m = 80г = 0,08 кг; Находим в таблице плотность пробкового дерева "ро"1 = 200 кг/м куб; Плотность воды и ускорение силы тяжести мы уже находили: "ро"2 = 1000 кг/м куб и g = 10 Н/кг. (так удобнее записать, но это те же м/с кв! ) Действия похожие. Сила тяжести Fт = gm; F = 10Н/кг*0,08 кг = 0,8 Н; Объем куска дерева: V = m /"ро"2;
V =0,08 кг/ 200 кг/м куб = 0,0004 м куб; Архимедова сила F(арх) = "ро"2*gV
F(арх) = 200 кг/м куб *10Н/кг*0,0004 м куб = 4 Н; Так как архимедова сила больше силы тяжести, то кусок пробкового дерева при погружении его воду, будет всплывать. И, чтобы удержать его под водой, необходимо приложить силу, равную разности между архимедовой силой (4 Н) и силой тяжести (0,8 Н) . Теперь мы уже будем не поддерживать кусок дерева, а давить на него сверху. Чтобы не всплывал. А сила равна F = F(арх) - Fт;
F= 4Н - 0,8Н = 3,2Н. "Питерки" Вам!
Для проведения эксперимента нам понадобится брусок с разными гранями(чтобы высота не была равна ширине), динамометр, нить и какая-либо гладкая поверхность(гладкая - в смысле без ям и бугром, подойдет стол)
Также забыл - в бруске должен быть крюк, или что-нибудь другое за что зацепим нить.
Сначала закрепим брусок на грани с большей площадью и, прикрепив к нему нить с динамометром, будем "тащить" его по столу, желательно равномерно(даже обязательно, потому что только при равномерном движении сила упругости пружины динамометра будет равна силе трения). Запишем показания динамометра в таблицу(или на листик)
Затем перевернем брусок на грань с меньшей площадью и проделаем то же самое. Также запишем показания в таблицу. Исходя из показаний получим, что от площади поверхности сила трения не зависит. Показания могут немного колебаться, т.к. стол может быть слегка неровным, тело может двигаться с небольшим ускорением, т.к. идеально равномерного движения практически невозможно добиться.