ЗАКОН АРХИМЕДА — закон статики жидкостей и газов, согласно которому на погруженное в жидкость (или газ) тело действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме тела.
Если тело произвольной формы занимает внутри жидкости объем V, то действие жидкости на тело полностью определяется давлением, распределенным по поверхности тела, причем заметим, что это давление совершенно не зависит от материала тела — ("жидкости все равно на что давить").
Для определения результирующей силы давления на поверхность тела нужно мысленно удалить из объема V данное тело и заполнить (мысленно) этот объем той же жидкостью. С одной стороны, есть сосуд с жидкостью, находящейся в покое, с другой стороны внутри объема V — тело, состоящее из данной жидкости, причем это тело находится в равновесии под действием собственного веса (жидкость тяжелая) и давления жидкости на поверхность объема V. Так как вес жидкости в объеме тела равен pgV и уравновешивается равнодействующей сил давления, то величина ее равна весу жидкости в объеме V, т. е. pgV.
2. Дано: Р = 4 Н h = 4 м Найти: А - ? Решение: А = FS F = P S = h A = Ph A = 4 Н × 4 м = 16 Дж ответ: А) 16 Дж
3. Дано: Р = 100 Н А = 200 Дж Найти: h - ? Решение: А = Рh h = A/Р h = 200 Дж/100 Н = 2 м ответ: В) 2 м
4. Дано: h = 2 км = 2 000 м m = 85 кг Найти: А - ? Решение: A = FS F = mg F = 85 кг × 10 Н/кг = 850 Н S = h A = 850 Н × 2 000 м = 1700 кДж = 1,7 МДж ответ: А) 1,7 МДж
5. Дано: V = 0,1 м³ h = 15 м р = 7800 кг/м³ Найти: А - ? Решение: А = FS S = h F = mg m = pV F = pVg A = pVgh A = 7800 кг/м³ × 0,1 м³ × 10 Н/кг × 15 м = 117 кДж ответ: Б) 117 кДж
6. Дано: t = 10 с А = 800 Дж Найти: N - ? Решение: N = A/t N = 800 Дж/10 с = 80 Вт ответ: А) 80 Вт
7. Дано: N = 400 Вт t = 30 с Найти: А - ? Решение: N = A/t A = Nt A = 400 Вт × 30 с = 12 кДж ответ: В) 12 000 Дж
8. Дано: N = 200 Вт А = 2 500 Дж Найти: t - ? Решение: N = A/t t = A/N t = 2 500 Дж/200 Вт = 12,5 с ответ: Б) 12,5 с
9. Дано: v = 9 км/ч = 2,5 м/с N = 30 Вт Найти: F - ? Решение: N = A/t N = FS/t v = S/t ⇒ N = Fv F = N/v F = 30 Вт/2,5 м/с = 12 Н ответ: А) 12 Н
10. Дано: m = 1200 кг h = 20 м t = 1 мин = 60 с Найти: N - ? Решение: N = A/t A = Fh = mgh N = mgh/t N = (1200 кг × 10 Н/кг × 20 м)/60 с = 4 кВт ответ: А) 4 кВт
Если тело произвольной формы занимает внутри жидкости объем V, то действие жидкости на тело полностью определяется давлением, распределенным по поверхности тела, причем заметим, что это давление совершенно не зависит от материала тела — ("жидкости все равно на что давить").
Для определения результирующей силы давления на поверхность тела нужно мысленно удалить из объема V данное тело и заполнить (мысленно) этот объем той же жидкостью. С одной стороны, есть сосуд с жидкостью, находящейся в покое, с другой стороны внутри объема V — тело, состоящее из данной жидкости, причем это тело находится в равновесии под действием собственного веса (жидкость тяжелая) и давления жидкости на поверхность объема V. Так как вес жидкости в объеме тела равен pgV и уравновешивается равнодействующей сил давления, то величина ее равна весу жидкости в объеме V, т. е. pgV.
2. Дано:
Р = 4 Н
h = 4 м
Найти: А - ?
Решение:
А = FS
F = P
S = h
A = Ph
A = 4 Н × 4 м = 16 Дж
ответ: А) 16 Дж
3. Дано:
Р = 100 Н
А = 200 Дж
Найти: h - ?
Решение:
А = Рh
h = A/Р
h = 200 Дж/100 Н = 2 м
ответ: В) 2 м
4. Дано:
h = 2 км = 2 000 м
m = 85 кг
Найти: А - ?
Решение:
A = FS
F = mg
F = 85 кг × 10 Н/кг = 850 Н
S = h
A = 850 Н × 2 000 м = 1700 кДж = 1,7 МДж
ответ: А) 1,7 МДж
5. Дано:
V = 0,1 м³
h = 15 м
р = 7800 кг/м³
Найти: А - ?
Решение:
А = FS
S = h
F = mg
m = pV
F = pVg
A = pVgh
A = 7800 кг/м³ × 0,1 м³ × 10 Н/кг × 15 м = 117 кДж
ответ: Б) 117 кДж
6. Дано:
t = 10 с
А = 800 Дж
Найти: N - ?
Решение:
N = A/t
N = 800 Дж/10 с = 80 Вт
ответ: А) 80 Вт
7. Дано:
N = 400 Вт
t = 30 с
Найти: А - ?
Решение:
N = A/t
A = Nt
A = 400 Вт × 30 с = 12 кДж
ответ: В) 12 000 Дж
8. Дано:
N = 200 Вт
А = 2 500 Дж
Найти: t - ?
Решение:
N = A/t
t = A/N
t = 2 500 Дж/200 Вт = 12,5 с
ответ: Б) 12,5 с
9. Дано:
v = 9 км/ч = 2,5 м/с
N = 30 Вт
Найти: F - ?
Решение:
N = A/t
N = FS/t
v = S/t
⇒ N = Fv
F = N/v
F = 30 Вт/2,5 м/с = 12 Н
ответ: А) 12 Н
10. Дано:
m = 1200 кг
h = 20 м
t = 1 мин = 60 с
Найти: N - ?
Решение:
N = A/t
A = Fh = mgh
N = mgh/t
N = (1200 кг × 10 Н/кг × 20 м)/60 с = 4 кВт
ответ: А) 4 кВт