Чтобы найти архимедову силу, действующую на бруски при полном погружении в жидкость, необходимо использовать принцип Архимеда, который гласит, что на тело, полностью или частично погружённое в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной им жидкости.
Шаг 1: Определение объёмов брусков
Для первого бруска (размеры 2x5x10 см):
Преобразуем размеры в метры:
- 2 см = 0.02 м
- 5 см = 0.05 м
- 10 см = 0.10 м
Вычисляем объём:
[
V_1 = 0.02 , \text{м} \times 0.05 , \text{м} \times 0.10 , \text{м} = 0.0001 , \text{м}^3
]
Для второго бруска (размеры 0.2 х 0.5 х 1 м):
- Вычисляем объём:
[
V_2 = 0.2 , \text{м} \times 0.5 , \text{м} \times 1 , \text{м} = 0.1 , \text{м}^3
]
Шаг 2: Определение архимедовой силы в воде
Архимедова сила ( F_A ) рассчитывается по формуле:
[
F_A = \rho \cdot g \cdot V
]
где ( \rho ) - плотность жидкости, ( g ) - ускорение свободного падения, ( V ) - объём тела.
Плотности:
- Плотность воды ( \rho_{вода} = 1000 , \text{кг/м}^3 )
- Плотность керосина ( \rho_{керосин} \approx 800 , \text{кг/м}^3 )
- Ускорение свободного падения ( g \approx 9.81 , \text{м/с}^2 )
Архимедова сила для первого бруска в воде:
[
F_{A1} = \rho_{вода} \cdot g \cdot V_1 = 1000 , \text{кг/м}^3 \cdot 9.81 , \text{м/с}^2 \cdot 0.0001 , \text{м}^3 = 0.981 , \text{Н}
]
Архимедова сила для второго бруска в воде:
[
F_{A2} = \rho_{вода} \cdot g \cdot V_2 = 1000 , \text{кг/м}^3 \cdot 9.81 , \text{м/с}^2 \cdot 0.1 , \text{м}^3 = 981 , \text{Н}
]
Шаг 3: Архимедова сила в керосине
Архимедова сила для первого бруска в керосине:
[
F_{A1_керосин} = \rho_{керосин} \cdot g \cdot V_1 = 800 , \text{кг/м}^3 \cdot 9.81 , \text{м/с}^2 \cdot 0.0001 , \text{м}^3 = 0.785 , \text{Н}
]
Архимедова сила для второго бруска в керосине:
[
F_{A2_керосин} = \rho_{керосин} \cdot g \cdot V_2 = 800 , \text{кг/м}^3 \cdot 9.81 , \text{м/с}^2 \cdot 0.1 , \text{м}^3 = 785.6 , \text{Н}
]
Ответ
- Архимедова сила, действующая на первый брусок в воде: 0.981 Н
- Архимедова сила, действующая на второй брусок в воде: 981 Н
- Архимедова сила, действующая на первый брусок в керосине: 0.785 Н
- Архимедова сила, действующая на второй брусок в керосине: 785.6 Н
Таким образом, мы вычислили архимедовы силы для указанных брусков в разных жидкостях.