тело объёмом 50 см в кубе погрузили в керосин.Определить архимедову силу, действующию на него
Для решения данной задачи по физике, мы воспользуемся принципом Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной этой жидкостью объемом. Давайте рассмотрим задачу шаг за шагом.
Шаг 1: Определить объем тела
В задаче указано, что объем тела составляет 50 см³. Чтобы работать с единицами СИ, переведем объем в кубические метры:
\[ 50 \, \text{см}^3 = 50 \times 10^{-6} \, \text{м}^3 = 5 \times 10^{-5} \, \text{м}^3 \]
Шаг 2: Определить плотность керосина
Плотность керосина варьируется, но в среднем она составляет около 800 кг/м³. Это значение нам нужно для нахождения силы, действующей на тело.
Шаг 3: Найти вес вытесненной жидкости
Согласно принципу Архимеда, архимедова сила равна весу вытесненной жидкости. Это можно вычислить по формуле:
\[ F_a = V \cdot \rho \cdot g \]
где:
- \(F_a\) — архимедова сила (в ньютонах),
- \(V\) — объем вытесненной жидкости (в м³),
- \(\rho\) — плотность жидкости (в кг/м³),
- \(g\) — ускорение свободного падения (примерно \(9.81 \, \text{м/с}^2\)).
Подставим известные значения в формулу:
\[ F_a = V \cdot \rho \cdot g = 5 \times 10^{-5} \, \text{м}^3 \cdot 800 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \]
Шаг 4: Рассчитать архимедову силу
Теперь произведем необходимые расчеты:
\[ F_a = 5 \times 10^{-5} \cdot 800 \cdot 9.81 \]
\[ F_a = 5 \times 800 \cdot 9.81 \times 10^{-5} = 4000 \cdot 9.81 \times 10^{-5} \]
\[ F_a \approx 39.24 \times 10^{-2} \approx 0.3924 \, \text{Н} \]
Ответ
Архимедова сила, действующая на тело объемом 50 см³, погруженное в керосин, составляет примерно 0.392 Н.
Это сила отражает тот факт, что тело, помещенное в жидкость, будет испытывать восходящую силу, равную весу вытесненной керосина, что является основным принципом, заложенным в законе Архимеда.
