Давайте разберём каждую задачу по порядку.
Задача 8
Условие:
Тело весом \( W \) погрузили в спирт. Утонет ли тело, если при этом оно выталкивает 0,5 л спирта?
Дано:
- Объём вытесненной жидкости \( V = 0,5 \, \text{л} = 0,0005 \, \text{м}^3 \)
Решение:
Вычислим массу вытесненной жидкости.
Плотность спирта \( \rho_{\text{спирт}} \approx 800 \, \text{кг/м}^3 \).
Масса вытесненного спирта: \[ m = \rho_{\text{спирт}} \times V = 800 \, \text{кг/м}^3 \times 0,0005 \, \text{м}^3 = 0,4 \, \text{кг} \]Найдём вес вытесненного спирта:
\[ F_{\text{выт}} = m \times g = 0,4 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{м/с}^2 = 3,92 \, \text{Н} \]Сравним вес вытесненного спирта и вес тела \( W \):
Если \( W > 3,92 \, \text{Н} \), тело утонет.
Если \( W < 3,92 \, \text{Н} \), тело будет плавать.
Ответ: \( 1 \) — Утонет, если вес тела больше \( 3,92 \, \text{Н} \).
Задача 9
Условие:
Глубина осадки судна увеличилась на 1,5 м. Определите массу груза, принятого кораблем, если площадь ватерлинии равна 4000 м².
Дано:
- Увеличение глубины осадки \( h = 1{,}5 \, \text{м} \)
- Площадь ватерлинии \( S = 4000 \, \text{м}^2 \)
Решение:
Найдём объём вытесненной воды: \[ V = S \times h = 4000 \, \text{м}^2 \times 1,5 \, \text{м} = 6000 \, \text{м}^3 \]
Определим массу вытесненной воды, используя плотность воды \( \rho = 1000 \, \text{кг/м}^3 \): \[ m = \rho \times V = 1000 \, \text{кг/м}^3 \times 6000 \, \text{м}^3 = 6\,000\,000 \, \text{кг} \]
Ответ: 6 000 000 кг.
Задача 10
Условие:
Какую силу надо приложить для подъёма из воды без ускорения тела объёмом 0,6 м³?
Дано:
- Объём тела \( V = 0,6 \, \text{м}^3 \)
Решение:
Найдём массу тела (она равна массе вытесненной воды): \[ m = \rho \times V = 1000 \, \text{кг/м}^3 \times 0,6 \, \text{м}^3 = 600 \, \text{кг} \]
Найдём силу тяжести: \[ F_{\text{тяж}} = m \times g = 600 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{м/с}^2 = 5880 \, \text{Н} \]
Сила Архимеда: \[ F_{\text{арх}} = m \times g = 5880 \, \text{Н} \text{ (такая же)} \]
Поскольку тело в равновесии, сила подъёма: \[ F_{\text{подъёма}} = F_{\text{тяж}} - F_{\text{арх}} = 0 \]
Таким образом, чтобы начинать поднимать, нужно приложить силу чуть больше 0, но это идеальные условия.
Ответ: 600 Н.