Содержание
Условия плавания тел
Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).
Сила: что это за величина
Перед тем, как разобраться в процессе плавания тел, нужно понять, что такое сила.
В повседневной жизни мы часто встречаем, как любое тело деформируется (меняет форму или размер), ускоряется или тормозит, падает. В общем, чего только с разными телами в реальной жизни не происходит. Причина любого действия или взаимодействия — ее величество сила.
- Сила — это физическая векторная величина, которая воздействует на данное тело со стороны других тел.
Она измеряется в Ньютонах — единице измерения, которую назвали в честь Исаака Ньютона.
Сила — величина векторная. Это значит, что, помимо модуля, у нее есть направление. От того, куда направлена сила, зависит результат.
Вот стоите вы на лонгборде: можете оттолкнуться вправо, а можете влево — в зависимости от того, в какую сторону оттолкнетесь, результат будет разный. В этом случае результат выражается в направлении движения.
Закон Архимеда
Этот закон известен преимущественно не своей формулировкой, а историей его возникновения.
Легенда гласит, что царь Герон II попросил Архимеда определить, из чистого ли золота сделана его корона, при этом, не причиняя вреда самой короне. То есть, нельзя ее расплавить или в чем-нибудь растворить.
Взвесить корону Архимеду труда не составило, но этого было мало — нужно было определить объем короны, чтобы рассчитать плотность металла, из которого она отлита, и определить, чистое ли это золото.
Это можно сделать по формуле плотности.
Формула плотности тела
ρ — плотность тела [кг/м^3]
m — масса тела [кг]
V — объем тела [м^3]
Дальше, согласно легенде, Архимед, озабоченный мыслями о том, как определить объем короны, погрузился в ванну — и вдруг заметил, что уровень воды в ванне поднялся. И тут ученый осознал, что объем его тела вытеснил равный ему объем воды, следовательно, и корона, если ее опустить в заполненный до краев таз, вытеснит из него объем воды, равный ее объему.
Решение задачи было найдено и, согласно самой расхожей версии легенды, ученый закричал «Эврика!» и побежал докладывать о своей победе в царский дворец (по легенде он даже не оделся).
Выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, равна по модулю весу вытесненной жидкости и противоположно ему направлена.
На поверхность твердого тела, погруженного в жидкость или газ, действуют силы давления. Эти силы увеличиваются с глубиной погружения, и на нижнюю часть тела будет действовать со стороны жидкости большая сила, чем на верхнюю.
Равнодействующая всех сил давления, действующих на поверхность тела со стороны жидкости, называется выталкивающей силой или силой Архимеда. Истинная причина появления выталкивающей силы — наличие различного гидростатического давления в разных точках жидкости.
Сила Архимеда
ρ ж — плотность жидкости [кг/м^3]
V погр — объем погруженной части тела [м^3]
g — ускорение свободного падения [м/с^2]
На планете Земля: g = 9,8 м/с^2
А теперь давайте порешаем задачки.
Задача 1
В сосуд погружены три железных шарика равных объемов. Одинаковы ли силы, выталкивающие шарики? (Плотность жидкости вследствие ничтожно малой сжимаемости на любой глубине считать примерно одинаковой).
Решение:
Да, так как объемы одинаковы, а архимедова сила зависит от объема погруженной части тела, а не от глубины.
Задача 2
На поверхности воды плавают бруски из дерева, пробки и льда. Укажите, какой брусок из пробки, а какой изо льда? Какая существует зависимость между плотностью тела и объемом этого тела над водой?
Решение:
Чем меньше плотность тела, тем большая часть его находится над водой. Дерево плотнее пробки, а лед плотнее дерева. Значит изо льда — материал №1, а из пробки — №3.
Задача 3
На графике показана зависимость модуля силы Архимеда FАрх, действующей на медленно погружаемый в жидкость кубик, от глубины погружения x. Длина ребра кубика равна 10 см, его нижнее основание всё время параллельно поверхности жидкости. Определите плотность жидкости. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2.
Решение:
Сила Архимеда, действующая на кубик равна FАрх = ρж * g * Vпогр
V — объём погруженной части кубика,
ρ — плотность жидкости.
Учитывая, что нижнее основание кубика всё время параллельно поверхности жидкости, можем записать:
а — длина стороны кубика.
ρ = FАрх / (g * a 2 * x)
Рассматривая любую точку данного графика, получим:
ρ = FАрх / (g * a 2 * x) = 20,25 / (10 * 7,5 * 10 -2 ) = 2700 кг/м3
Ответ: плотность жидкости равна 2700 кг/м3
Задача 4
В сосуде с водой, не касаясь стенок и дна, плавает деревянный кубик с длиной ребра 20 см. Кубик вынимают из воды, заменяют половину его объёма на материал, плотность которого в 6 раз больше плотности древесины, и помещают получившийся составной кубик обратно в сосуд с водой. На сколько увеличится модуль силы Архимеда, действующей на кубик? (Плотность сосны — 400 кг/м3.)
Решение:
В первом случае кубик плавает в воде, а это значит, что сила тяжести уравновешивается силой Архимеда:
FАрх1 = mg = ρт * g * a 3 = 400 * 0,2 3 * 10 = 32 Н
После замены части кубика его средняя плотность станет равной
0,5 * 400 + 0,5 * 2400 = 1400 кг/м3
Получившаяся плотность больше плотности воды = 100 кг/м3. Это значит, что во втором случае кубик полностью погрузится в воду. Сила Архимеда в этом случае будет равна:
FАрх2 = ρт * g * Vт = 1000 * 10 * 0,23 = 80 Н
Отсюда получаем, что сила Архимеда увеличится на 48 Н.
Ответ: сила Архимеда увеличится 48 Н
Курсы подготовки к ОГЭ по физике помогут снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.
Плавание тел
Из закона Архимеда есть следствия об условиях плавания тел.
Условия плавания тел
Плавание внутри жидкости
Плавание на поверхности жидкости
Если плотность тела больше, чем плотность жидкости или газа, — оно уйдёт на дно
Если плотности тела и жидкости или газа равны — тело будет находиться в безразличном равновесии в толще жидкости или газа.
Если плотность тела меньше плотности жидкости или газа — оно будет плавать на поверхности.
Почему корабли не тонут?
Корабль сделан из металла, плотность которого больше плотности воды. И, по идее, он должен тонуть. Но дело в том, что корпус корабля заполнен воздухом, поэтому общая плотность судна оказывается меньше плотности воды, и сила Архимеда выталкивает его на поверхность. Если корабль получит пробоину, то пространство внутри заполнится водой — следовательно, общая плотность корабля увеличится. Судно утонет.
В подводных лодках есть специальные резервуары, заполняемые водой или сжатым воздухом. Если нужно уйти на глубину — водой, если подняться — сжатым воздухом. Рыбы используют такой же принцип в плавательном пузыре — наполняют его воздухом, чтобы подняться наверх.
Человеку, чтобы не утонуть, тоже достаточно набрать в легкие воздух и не двигаться — вода будет выталкивать тело на поверхность. Именно поэтому важно не тратить силы и кислород в легких на панику и борьбу, а расслабиться и позволить физическим законам сделать все за нас.
Какой металл мог бы плавать на поверхности воды?
Легче воды только литий (плотность 0, 5), калий (0, 9).
Но плавать будут не долго, так как вступают в реакцию с водой и образуются Щелочи (гидроксиды).
Определите плотность тела, плавающего на поверхности воды, если 2 / 3 его объёма погружены в воду?
Определите плотность тела, плавающего на поверхности воды, если 2 / 3 его объёма погружены в воду.
ПОЧЕМУ СМАЗАННАЯ МАСЛОМ ИГЛА ПЛАВАЕТ НА ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ?
ПОЧЕМУ СМАЗАННАЯ МАСЛОМ ИГЛА ПЛАВАЕТ НА ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ?
Когда слон плавает что остаеться на поверхности воды?
Когда слон плавает что остаеться на поверхности воды.
Какая часть бревна плавает над поверхностью воды если плотность бревна 750кг / м ^ 3 а плотность воды 1000?
Какая часть бревна плавает над поверхностью воды если плотность бревна 750кг / м ^ 3 а плотность воды 1000.
Пробка плавает в воде ?
Пробка плавает в воде .
Когда на пробку положили небольшой кусок металла она глубже погрузилась в воду продолжая плавать.
Возьмите фарфоровую чашку и опустите ее на поверхность воды так чтобы она плавала?
Возьмите фарфоровую чашку и опустите ее на поверхность воды так чтобы она плавала.
Как изменится уровень воды в посуде если чашку потопить.
Будет ли плавать на поверхности воды или потонет массой 100кг и объёмом 0, 2м³?
Будет ли плавать на поверхности воды или потонет массой 100кг и объёмом 0, 2м³.
Кусок пробки массой 24 грамма плавает на поверхности воды определите сколько находится под водой а сколько над водой?
Кусок пробки массой 24 грамма плавает на поверхности воды определите сколько находится под водой а сколько над водой.
Лед плавает на поверхности воды?
Лед плавает на поверхности воды.
Какая часть льда находиться над водой.
Если тарелку опустить гранью в воду, то она потонет, если опустить ее дном, то она будет плавать по поверхности воды?
Если тарелку опустить гранью в воду, то она потонет, если опустить ее дном, то она будет плавать по поверхности воды.
На этой странице находится вопрос Какой металл мог бы плавать на поверхности воды?, относящийся к категории Физика. По уровню сложности данный вопрос соответствует знаниям учащихся 10 — 11 классов. Здесь вы найдете правильный ответ, сможете обсудить и сверить свой вариант ответа с мнениями пользователями сайта. С помощью автоматического поиска на этой же странице можно найти похожие вопросы и ответы на них в категории Физика. Если ответы вызывают сомнение, сформулируйте вопрос иначе. Для этого нажмите кнопку вверху.
Iq₀I = 5 10⁻⁸ Кл напряженность точечного заряда на расстоянии R : R = 3 см = 3 10⁻² м E = k * Iq₀I / R² ; k = 9 10⁹ Н м² / Кл² E = 9 10⁹ * 5 10⁻⁸ / 9 10⁻⁴ = 5 10⁵ H / м ; ________________ Ответ : E = 5 10⁵ H / м. E — .
Расчет скорости при равномерном движении Скорость тела при равномерном движении будет вычисляться по следующей формуле. Скорость = путь / время. Если обозначить скорость движения буквой V, время движения буквой t, а путь пройденный телом буквой S, ..
Спирт пар натрий жидкость цинк жидкость.
В 1 минуте — 60 сек. 1 метр умножить на 60 сек. Равно 60 метров.
L = vt 1v / c * 60 c = 60 м Ответ : 60 м.
А) 1 мл б) 0, 5 мл в) 5 мл г) 2 мл.
Силa струму в обмотці електродвигуна — 380В.
(3 км) 27000 метров за 3 часа.
Q1 = cm(t2 — t1) Q2 = Lm Q = Q1 + Q2 Подставляй данные и получай ответ.
Подробно : 1) Энергия фотона E1 = h * c / L = 6, 62 * 106 — 34 * 3 * 10 ^ 8 / 0, 33 * 10 ^ — 6 = 6 * 10 ^ — 19 Дж 2) Вся энергия излучения E = P * t или E = N * E1 N * E1 = P * t P = N * E1 / t = 10 ^ 20 * 6 * 10 ^ — 19 / 1 = 60 Вт.
Источник https://skysmart.ru/articles/physics/usloviya-plavaniya-tel
Источник https://fizika.my-dict.ru/q/7651905_kakoj-metall-mog-by-plavat-na/
Источник