Значення виштовхувальної сили пропорційно залежить від об'єму тіла, густини рідини або газу, в яке занурене тіло й від прискорення вільного падіння (Fа = ρgV). Отже, порівнюючи чисельні значення густини рідини або газу ми можемо зробити висновок про величину сили Архимеда.
На циліндр занурений у воду буде діяти найбільша виштовхувальна сила (Fа1), так як густина води є більшою за густину олії й гасу (ρводи = 1000 кг/м3)
На циліндр занурений у гас буде діяти найменша виштовхувальна сила (Fа2), бо густина гасу є найменшою, порівняно з густиною олії й води (ρгасу = 800 кг/м3).
Так як густина олії 900 кг/м3 на третій циліндр буде діяти виштовхувальна сила (Fа3), яка буде більшою за Fа2, проте меншою за Fа1.
Запишемо отримані результати у вигляді подвійної нерівності:
Fа1 > Fа3 > Fа2
Объяснение:
Значення виштовхувальної сили пропорційно залежить від об'єму тіла, густини рідини або газу, в яке занурене тіло й від прискорення вільного падіння (Fа = ρgV). Отже, порівнюючи чисельні значення густини рідини або газу ми можемо зробити висновок про величину сили Архимеда.
На циліндр занурений у воду буде діяти найбільша виштовхувальна сила (Fа1), так як густина води є більшою за густину олії й гасу (ρводи = 1000 кг/м3)
На циліндр занурений у гас буде діяти найменша виштовхувальна сила (Fа2), бо густина гасу є найменшою, порівняно з густиною олії й води (ρгасу = 800 кг/м3).
Так як густина олії 900 кг/м3 на третій циліндр буде діяти виштовхувальна сила (Fа3), яка буде більшою за Fа2, проте меншою за Fа1.
Запишемо отримані результати у вигляді подвійної нерівності:
Fа1 > Fа3 > Fа2
Дано: L=1 м - длина стержня
l=0,2 м - изменение глубины погружения стержня
dP= 1Н
p1=1000 кг/(м3) - плотность воды
p2=8900 кг/(м3) - плотность меди
g=10 м/(с2)
Найти массу m стежня?
Решение. Стержень имеет форму прямого цилиндра.
До изменения глубины погружения из первого закона Ньютона имеем:
F1=Fт - Fа1=mg - p1*g*S*x1(1)
где Fа1=p1*g*S*x1 - сила Архимеда, x1- первоначальное погружение стержня
S- площадь поперечного сечения стержня
После изменения глубины погружения стержня из первого закона Ньютона имеем: F2=Fт - Fа2=mg - p1*g*S*x2 (2)
где x2 - глубина погружения после изменения глубины погружения
Вычтем почленно из равенства (1) равенство (2):
F1 - F2=(mg - p1*g*S*x1)-(mg - p1*g*S*x2)=p1*S*g*(x2-x1) (3)
По условию (x2-x1)=l, (F1 - F2)=dP, тогда (3) примет вид:
dP=p1*S*l*g(4)
умножим и разделим правую часть равенства (4) на L, получим:
dP=p1*(S*L)*l*g/L=p1*V*(l/L)*g(5)
где V=S*L - объем стержня, выразим объем V через массу и плотность:
V=m/p2 Тогда (5) примет вид:
dP=(p1/p2)*(l/L)*g*m, выразим отсюда массу m стержня:
m=(L/l)*(p2/p1)*(dP/g)
Расчет: m=(1 /0,2 )*(8900/1000)*(1/10) кг =(8,9/2) кг=4,45 кг