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)
В начале хочу пояснить общие правила для положительных линз, которые надо знать в подобных случаях;
а) Если луч падает на линзу параллельно оптической оси, то выходя из линзы луч обязательно идет через точку фокуса (F со штрихом) (красный луч на рисунке во вложении).
б) Если луч идет из точки фокуса (или проходит через точку фокуса F), то после линзы луч обязательно идет параллельно оптической оси (синий луч).
в) Через оптический центр линзы луч проходит не преломляясь (зеленый луч).
В задаче не указано, как расположен источник света: на оптической оси или нет. Поэтому показаны два его положения S и О. В принципе для нахождения изображения источника света достаточно два луча, любых. Но изображены три, для пояснения принципа построения. Если источник О не лежит на оси, то задача нахождения его изображения (О со штрихом) сводится к построению двух лучей. Их пересечение справа от линзы и даст изображение источника света. Если же источник расположен на оптической оси (точка S), то требуется дополнительное построение. Необходимо из точки, в которой расположен источник провести перпендикуляр к оптической оси в любую сторону вверх или вниз. На этом перпендикуляре взять точку, на любом удалении от оптической оси (например точка О). И построить изображение этой точки. Затем из точки изображения опустить перпендикуляр на оптическую ось. Пересечение оптической оси и перпендикуляра отметят изображение источника света (S со штрихом).
Так как лучи пересекаются на самом деле, и это видно на рисунке, то изображении будет действительным. А так как расстояние от изображения до линзы меньше, чем расстояние от самого источника света до линзы, то изображение будет уменьшенным. Т.е. ответ на вопрос в задаче будет 1)
