тело массой 800 килограмм и объёмом 1 метр кубический плавает на поверхности воды, чему равна выталкивающая сила, действующая на тело.
Чтобы понять, как вычислить выталкивающую силу, действующую на тело, давайте разберемся с основным принципом, который лежит в основе этого явления.
Принцип Архимеда
Если тело погружено в жидкость (например, воду), на него действует сила, направленная вверх, называемая выталкивающей силой. Эта сила равна весу вытесненной жидкостью объема, равного объему тела.
Формула для расчета выталкивающей силы
Выталкивающая сила (F_b) рассчитывается по формуле:
\[ F_b = \rho \cdot g \cdot V \]
где:
- \(\rho\) – плотность жидкости (для воды примерно \(1000 \, \text{кг/м}^3\)),
- \(g\) – ускорение свободного падения (примерно \(9.81 \, \text{м/с}^2\)),
- \(V\) – объем тела, погруженного в жидкость (в данном случае \(V = 1 \, \text{м}^3\)).
Подстановка данных
Теперь подставим известные значения в формулу:
- Плотность воды \( \rho = 1000 \, \text{кг/м}^3\)
- Ускорение свободного падения \( g = 9.81 \, \text{м/с}^2\)
- Объем тела \( V = 1 \, \text{м}^3\)
Теперь подставим эти значения в формулу для выталкивающей силы:
\[ F_b = 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \cdot 1 \, \text{м}^3 \]
Посчитаем:
\[ F_b = 1000 \cdot 9.81 = 9810 \, \text{Н} \]
Ответ
Итак, выталкивающая сила, действующая на тело, равна 9810 Н.
Заключение
Этот расчет показывает, что даже если тело имеет большую массу (800 кг), в условиях плавания на поверхности воды выталкивающая сила будет больше веса тела, что позволяет ему оставаться на поверхности. Надеюсь, это объяснение поможет вам понять принцип выталкивающей силы!
