Чему равна архимедова сила, действующая в стакане с водой на кусочек сахара массой 20 г
Чтобы понять, чему равна архимедова сила, действующая на кусочек сахара, необходимо знать несколько физических принципов.
Шаг 1: Определение архимедовой силы
Архимедова сила — это тяга, действующая на тело, погруженное в жидкость, и направлена вверх. Она равна весу вытесненной жидкостью. Формула для расчета архимедовой силы (Fₐ) выглядит следующим образом:
\[ Fₐ = V \cdot ρ \cdot g \]
где:
- \( V \) — объем вытесненной жидкости (в нашем случае — воды),
- \( ρ \) — плотность жидкости (для воды ρ ≈ 1000 кг/м³),
- \( g \) — ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²).
Шаг 2: Определение объема сахара
Чтобы найти объем сахара, нужно знать его плотность. Плотность обычного сахара приблизительно равна 1600 кг/м³. Мы знаем, что масса сахара составляет 20 г, что равно 0.02 кг:
\[ V = \frac{m}{ρ} \]
где:
- \( m = 0.02 \) кг,
- \( ρ = 1600 \) кг/м³.
Подставляем значения в формулу:
\[ V = \frac{0.02 \text{ кг}}{1600 \text{ кг/м}³} \]
Рассчитаем объем:
\[ V = 0.0000125 \text{ м}³ \]
Шаг 3: Расчет архимедовой силы
Теперь мы можем рассчитать архимедову силу, используя найденный объем. Плотность воды, как уже указано, равна 1000 кг/м³.
Теперь подставим все значения в формулу для архимедовой силы:
\[ Fₐ = V \cdot ρ \cdot g \]
\[ Fₐ = 0.0000125 \text{ м}³ \cdot 1000 \text{ кг/м}³ \cdot 9.81 \text{ м/с}² \]
Считаем:
\[ Fₐ = 0.0000125 \cdot 1000 \cdot 9.81 \]
\[ Fₐ = 0.0000125 \cdot 9810 \]
\[ Fₐ \approx 0.122625 \text{ Н} \]
Ответ
Архимедова сила, действующая на кусочек сахара массой 20 г в стакане с водой, составляет примерно 0.1226 Н.
