Для решения задачи о выталкивающей силе, действующей на медный шарик, необходимо воспользоваться законом Архимеда. Этот закон гласит, что на тело, погруженное в жидкость,…
Для решения задачи о выталкивающей силе, действующей на медный шарик, необходимо воспользоваться законом Архимеда. Этот закон гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости. **Шаг 1: Найдем вес вытесненной воды.** 1. **Определим объем медного шарика.** Дано: объем шарика \( V = 12 \, \text{см}^3 \). 2. **Найдём плотность воды.** Плотность воды при нормальных условиях приблизительно равна \( \rho_{\text{вода}} = 1 \, \text{г/см}^3 \). 3. **Рассчитаем массу вытесненной воды.** Используем формулу для массы: \[ m = V \cdot \rho \] Подставим известные значения: \[ m_{\text{вода}} = 12 \, \text{см}^3 \cdot 1 \, \text{г/см}^3 = 12 \, \text{г} \] 4. **Переведем массу из граммов в килограммы.** Так как 1 кг = 1000 г: \[ m_{\text{вода}} = \frac{12 \, \text{г}}{1000} = 0,012 \, \text{кг} \] **Шаг 2: Найдем вес вытесненной воды.** Для нахождения веса используем формулу: \[ F = m \cdot g \] где \( g \approx 9,81 \, \text{м/с}^2 \) — ускорение свободного падения. Подставим значения: \[ F_{\text{выточка}} = 0,012 \, \text{кг} \cdot 9,81 \, \text{м/с}^2 \approx 0,11772 \, \text{Н} \] **Шаг 3: Округляем результат.** Округляя до двух знаков после запятой, получаем: \[ F_{\text{выточка}} \approx 0,12 \, \text{Н} \] **Ответ:** Выталкивающая сила, действующая на медный шарик, составляет примерно \( 0,12 \, \text{Н} \).
Ниже подробное решение по закону Архимеда для полной погруженности шара в воду.
Цель: найти выталкивающую силу F_b, действующую на медный шарик.
Исходные данные и допущения:
- Объем шара V = 12 см^3.
- Плотность воды примерно ρ_вода = 1 г/см^3.
- Ускорение свободного падения g ≈ 9,81 м/с^2.
- Шар полностью погружен в воду (иначе выталкивающая сила будет меньше).
Шаг 1. Найдем объём вытесненной воды и её массу
- Объем вытесненной воды равен объему тела: V_выт = V = 12 см^3.
- Масса вытесненной воды: m_выт = ρ_вода · V = 1 г/см^3 · 12 см^3 = 12 г = 0,012 кг.
Шаг 2. Найдем вес вытесненной воды (вылталкивающая сила)
- Вес воды F_b = m_выт · g = 0,012 кг · 9,81 м/с^2 ≈ 0,11772 Н.
- Обычно округляют до двух знаков после запятой: F_b ≈ 0,12 Н.
Альтернативный способ (через плотность и объём в SI):
- Преобразуем объем в м^3: V = 12 см^3 = 12 × 10^(-6) м^3 = 1,2 × 10^(-5) м^3.
- Плотность воды ρ_вода = 1000 кг/м^3.
- F_b = ρ_вода · V · g = 1000 · (1,2 × 10^(-5)) · 9,81 ≈ 0,11772 Н → ≈ 0,12 Н.
Дополнительный контекст (для понимания баланса сил):
- Масса медного шарика: m_Cu = ρ_Cu · V. Соdensity меди примерно 8,96 г/см^3, тогда m_Cu ≈ 8,96 · 12 = 107,52 г = 0,10752 кг.
- Вес шара: W = m_Cu · g ≈ 0,10752 · 9,81 ≈ 1,055 Н.
- Выталкивающая сила примерно 0,12 Н, значит шарей будет погружен с существенным избытком своего веса; при полном погружении под действием тяжести шарик будет иметь остаток веса порядка ≈ 0,94 Н (1,055 − 0,118 Н) вниз.
Ответ: Выталкивающая сила, действующая на медный шарик (при полном погружении в воду), примерно 0,12 Н.
