- Объем оловянного шара можно найти по принципу Архимеда: объем оловянного шара должен равняться объему воды, которую он вытесняет, чтобы плавать. Объем воды, вытесняемой пробковым шаром, равен его объему, то есть 200 см³. Следовательно, объем оловянного шара также равен 200 см³.
Чтобы найти выталкивающую силу, можно воспользоваться формулой Архимеда: F = ρVg, где F - выталкивающая сила, ρ - плотность вещества, V - объем вытесненной воды, g - ускорение свободного падения. Плотность воды равна 1000 кг/м³. Объем вытесненной воды равен объему оловянного шара, то есть 0,2 л. Ускорение свободного падения принимаем за 9,8 м/с². Подставляем значения и получаем: F = 1134 Н (округляем до целых).
- Чтобы определить, на сколько бетонный блок будет легче в воде, чем в воздухе, нужно воспользоваться формулой Архимеда: F = ρVg, где F - выталкивающая сила, ρ - плотность воды, V - объем вытесненной воды, g - ускорение свободного падения. Плотность бетона принимаем за 2400 кг/м³. Объем блока равен 0,24 м³. Плотность воды равна 1000 кг/м³. Вытесняемый объем воды равен объему блока, то есть также 0,24 м³. Ускорение свободного падения принимаем за 9,8 м/с². Подставляем значения и получаем:
F = (2400 - 1000) × 0,24 × 9,8 = 4512 Н. Выталкивающая сила равна 4512 Н. Она равна весу вытесненной воды, то есть блок будет легче на 4512 Н в воде, чем в воздухе.
- Погрузится ли льдина целиком в воду, если на нее встанет человек весом 680 Н?
Сначала найдем массу человека: m = F/g = 680/9,8 ≈ 69,4 кг. Так как лед менее плотный, чем вода, то плавать он будет, то есть не погрузится целиком в воду. Однако он будет частично погружен, так как дополнительный объем воды, который вытесняет лед при погружении в него человека, недостаточен для полного подъема массы льдины.
- Какова максимальная подъемная сила плота, сделанного из 12 бревен объемом по 0,7 м³ каждое, если плотность дерева 700 кг/м³?
Сначала найдем массу плота: m = ρ * V = 700 * 0,7 * 12 = 5 880 кг. Тогда максимальная подъемная сила будет равна весу вытесненного объема воды: Fп = ρж * Vт * g = 1000 * 0,7 * 12 * 9,8 ≈ 8 274 Н.
- Подъемная сила аэростата будет равна весу вытесненного им гелия. Плотность гелия при нормальных условиях (температура 0 градусов Цельсия, атмосферное давление 1013 гПа) составляет примерно 0,1785 кг/м3.
Тогда масса вытесненного гелия будет равна: м = ρ * V = 0,1785 кг/м3 * 2000 м3 = 357 кг Подъемная сила аэростата будет равна весу вытесненного гелия: Fп = m * g = 357 кг * 9,8 м/с2 = 3498,6 Н Ответ: подъемная сила аэростата составляет 3498,6 Н.