Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать закон Архимеда, который гласит, что тело, погруженное в жидкость, испытывает возвышающую силу, равную весу жидкости, вытесненной этим телом.
1. Сначала найдем объем кубика. Объем кубика равен длине ребра в кубе, то есть V = а³ = 10³ = 1000 см³.
2. Затем найдем объем подводной части кубика после уменьшения объема на 40 %. Для этого нужно вычесть 40 % от начального объема.
3. Теперь мы можем вычислить массу пластмассового кубика по формуле m = p * V, где p - плотность кубика, V - объем кубика.
Масса кубика = 0,8 г/см³ * 1000 см³ = 800 г.
4. Далее найдем массу воды, вытесняемой подводной частью кубика. Масса воды = плотность воды * объем подводной части.
Масса воды = 1 г/см³ * 600 см³ = 600 г.
5. Вес воды, вытесненной кубиком, равен весу подводной части кубика: F = m * g, где m - масса воды, g - ускорение свободного падения (примем его за 10 м/с²).
Вес воды = 600 г * 10 м/с² = 6000 г * м/с² = 6000 дин.
6. Итак, эту же силу надо приложить к кубику, чтобы он оставался плавающим в воде. Она будет равна весу воды.
Ответ: Чтобы объем подводной части кубика уменьшился на 40 %, необходимо приложить вертикальную силу веса воды, равную 6000 дин.
Для решения данной задачи нам необходимо учесть, что фокусное расстояние линзы зависит от показателя преломления среды, в которую она опускается.
1. Фокусное расстояние линзы в воде меньше, чем в воздухе.
Для определения, будет ли фокусное расстояние в воде меньше, чем в воздухе, нужно сравнить показатели преломления стекла и воды. Показатель преломления стекла равен 1,5, а показатель преломления воды равен 4/3. Так как показатель преломления воды больше, чем показатель преломления стекла, то фокусное расстояние линзы в воде будет больше, чем в воздухе. Это означает, что утверждение 1 неверно.
2. Только в одном случае линза дает действительное изображение предмета.
Для определения, в каком случае линза дает действительное изображение, нужно учесть, что приближение линзы к предмету создает изображение на противоположной стороне линзы. Если показатель преломления среды больше показателя преломления стекла, то линза будет работать как собирающая, а если меньше, то как рассеивающая.
В данном случае, показатель преломления глицерина равен 1,47, что меньше показателя преломления стекла (1,5), поэтому линза будет действовать как рассеивающая. Таким образом, в данном эксперименте линза не будет давать действительное изображение. Утверждение 2 верно.
3. Опущенная в глицерин линза имеет наименьшую по модулю оптическую силу.
Оптическая сила линзы зависит от ее фокусного расстояния и может быть определена как обратная величина фокусного расстояния. Чем меньше фокусное расстояние линзы, тем больше ее оптическая сила.
Мы уже определили, что при опускании линзы в глицерин ее фокусное расстояние станет больше, чем в воздухе. Следовательно, оптическая сила линзы в глицерине будет меньше, чем в воздухе. Про глицерин ничего не сказано, но для определенности такое утверждение о нем неверно, оптическая сила линзы в глицерине не обязательно будет наименьшей. Утверждение 3 неверно.
4. В синтетической жидкости линза начинает вести себя как рассеивающая.
Если показатель преломления среды больше показателя преломления стекла, то линза будет работать как собирающая, а если меньше, то как рассеивающая. Так как показатель преломления синтетической жидкости больше показателя преломления стекла, то линза будет вести себя как собирающая в синтетической жидкости. Утверждение 4 неверно.
5. Во всех трех жидкостях фокусное расстояние линзы положительно.
Для определения знака фокусного расстояния линзы нужно учесть, что для собирающей линзы фокусное расстояние положительно, а для рассеивающей - отрицательно.
Мы уже определили, что линза будет собирающей в синтетической жидкости, рассеивающей в глицерине и воде. Отсюда следует, что фокусное расстояние линзы положительно в глицерине, воде и синтетической жидкости. Утверждение 5 верно.
Таким образом, из данного эксперимента верными являются утверждения: 2 и 5.
1. Сначала найдем объем кубика. Объем кубика равен длине ребра в кубе, то есть V = а³ = 10³ = 1000 см³.
2. Затем найдем объем подводной части кубика после уменьшения объема на 40 %. Для этого нужно вычесть 40 % от начального объема.
Объем после уменьшения = 1000 см³ - (40 / 100) * 1000 см³ = 1000 см³ - 400 см³ = 600 см³.
3. Теперь мы можем вычислить массу пластмассового кубика по формуле m = p * V, где p - плотность кубика, V - объем кубика.
Масса кубика = 0,8 г/см³ * 1000 см³ = 800 г.
4. Далее найдем массу воды, вытесняемой подводной частью кубика. Масса воды = плотность воды * объем подводной части.
Масса воды = 1 г/см³ * 600 см³ = 600 г.
5. Вес воды, вытесненной кубиком, равен весу подводной части кубика: F = m * g, где m - масса воды, g - ускорение свободного падения (примем его за 10 м/с²).
Вес воды = 600 г * 10 м/с² = 6000 г * м/с² = 6000 дин.
6. Итак, эту же силу надо приложить к кубику, чтобы он оставался плавающим в воде. Она будет равна весу воды.
Ответ: Чтобы объем подводной части кубика уменьшился на 40 %, необходимо приложить вертикальную силу веса воды, равную 6000 дин.