Расчет шара с нагретым воздухом:
Fтяж = 17.85 Н
Fпод = 2.604 Н
Расчет шара с гелием:
Fпод = 11.1 Н
Объяснение:
Расчет шара с нагретым воздухом:
F(архимеда) = F(тяжести оболочки шара) + F(тяжести нагретого воздуха) + Fпод
Fпод = F(архимеда) - F(тяжести оболочки шара) - F(тяжести нагретого воздуха)
F(архимеда) = ро(плотность воздуха)*g*V
F(тяжести оболочки шара) = m*g
F(тяжести нагретого воздуха) = m*g
m = ро(плотность нагретого воздуха)*V
Fпод = ро(плотность нагретого воздуха)*g*V - m*g - ро(плоность нагретого воздуха)*V*g
Fпод = 1.29 кг/м^3 * 10 Н/кг * 1.76 м^3 - 0.25 кг * 10 Н/кг - 1 кг/м^3 * 1.76 м^3 * 10 Н/кг = 2.604 Н
F(тяжести) = F(тяжести оболочки шара) + F(тяжести нагретого воздуха)
F(тяжести) = m*g + ро(плотность нагретого воздуха)*g*V
F(тяжести) = 0.25 кг + 1 кг/м^3 * 10 Н/кг * 1.76 м^3 = 17.85 Н
Расчет шара с гелием:
F(архимеда) = F(тяжести гелия) + Fпод
Fпод = F(архимеда) - F(тяжести нагретого воздуха)
F(архимеда) = ро(плотность воздуха)*g*V
F(тяжести гелия) = ро(плотность гелия)*g*V
Fпод = ро(плотность воздуха)*g*V - ро(плотность гелия)*g*V
Fпод = g*V(ро(плотность воздуха) - ро(плотность гелия))
Fпод = 1 м^3 * 10 Н/кг((1.29 - 0.18)кг/м^3) = 11.1 Н
Дано: ρж=3ρ, VнV−?
Решение задачи:
Так как плотность тела ρ меньше, чем плотность жидкости ρж, то тело будет плавать, выступая над поверхностью воды. Запишем условие плавания тел:
Тогда, подставив в это равенство выражения для определения силы Архимеда и массы, получим:
ρжgVп=ρVg
Vп/V=ρ/ρж
Так как в условии сказано, что ρж=3ρ, значит:
Vп/V=ρ/3ρ=1/3
Понятно, что полный объем тела V равен сумме объемов частей тела, которые находятся над и под водой.
V=Vн+Vп
Делим и левую, и правую часть этого равенства на V:
Vн/V+Vп /V=1
Vн/v=1-Vп/V
Vн/V=1-1/3=2/3
ответ: 2/3