Два пластилиновых шара массой 100 г и 300 движутся навстречу друг к другу со скоростью 2м/с и 3м/с соответственно. С какой скоростью будет двигаться шарик и в какую сторону?
выталкивающая сила Fa, Н (сила Архимеда) прямо пропорциональна объему тела V, м³, погруженного в жидкость. Объем выражается через массу m, кг и плотность материала (фарфора) ρ_ф=2300 кг/м³:
V=m/ρ_ф;
т.к. шар имеет полость (пустоту), то внешний объем при той же массе вычислим из уравнения:
Вода (любая среда) выталкивает любой объём, что в неё поместили, с силой собственного веса в том же объёме. Значит надо найти объём стали (Vs) массой 0,39 кг. Vs=m/ps; где ps - плотность стали 7800 кг/м^3. Вода в таком объёме весит Fh=Vs*ph*g, где ph - плотность воды ph=1000 кг/м^3; Таким образом вес целой детали в воде должен быть Fs=mg-Fh; Fs=m*g-Vs*ph*g; Fs=g*(m-(m/ps)*ph); Fs=mg*(1-ph/ps); Fs=3.9*(1-1/7.8); Fs=3.4 Н. Получаем разницу в весе dF=3.4-3.35=0.05 Н. Таков вес воды в объёме полости. Так как вес равен dF=mg=V0*pн*g, то объём полости будет V0=dF/(g*ph)=0.05/(10*1000)=5*10^-6 м^3=5 см^3
2,7 Н
Объяснение:
выталкивающая сила Fa, Н (сила Архимеда) прямо пропорциональна объему тела V, м³, погруженного в жидкость. Объем выражается через массу m, кг и плотность материала (фарфора) ρ_ф=2300 кг/м³:
V=m/ρ_ф;
т.к. шар имеет полость (пустоту), то внешний объем при той же массе вычислим из уравнения:
m=(V-v)*ρ_ф, где
v - объем полости, м³
m/ρ_ф=V-v;
V=m/ρ_ф+v
Итак:
Fa=ρ*g*V, где
ρ - Плотность воды, кг/м³
g - ускорение свободного падения, g≅10 м/с²
Fa=ρ*g*(m/ρ_ф+v);
Fa=1000*10*(0,5/2300+50*10⁻⁶)=10⁴*(2,67*10⁻⁴)≅2,7 (Н)