шарик массой 80г, изготовленный из материала плотностью 800 кг/м^3, всплывает в воде с глубины 50 см. Какую работу совершает архимедова сила в процессе всплытия?
шарик массой 80г, изготовленный из материала плотностью 800 кг/м^3, всплывает в воде с глубины 50 см. Какую работу совершает архимедова сила в процессе всплытия?
Архимедова сила - это сила, возникающая при погружении тела в жидкость или газ и направленная вверх. Ее величина равна весу жидкости (или газа), вытесненной телом.
Для расчета работы, которую совершает архимедова сила в процессе всплытия, нужно знать объем шарика и плотность воды.
Масса шарика равна 80 г = 0,08 кг. Плотность материала шарика равна 800 кг/м^3.
Объем шарика можно найти, разделив массу на плотность материала: V = m / ρ = 0,08 / 800 = 0,0001 м^3.
Плотность воды примерно равна 1000 кг/м^3.
Теперь можем найти вес шарика: F = m g = 0,08 9,8 ≈ 0,784 Н.
Архимедова сила равна весу жидкости, вытесненной шариком: F_A = V ρ_воды g = 0,0001 1000 9,8 ≈ 0,98 Н.
Работа, совершаемая архимедовой силой в процессе всплытия, равна произведению силы на путь: A = F_A h = 0,98 0,5 = 0,49 Дж.
Таким образом, архимедова сила совершает работу примерно равную 0,49 Дж в процессе всплытия шарика массой 80 г из воды с глубины 50 см.
Чтобы определить работу, совершенную архимедовой силой в процессе всплытия шарика, необходимо рассмотреть несколько физических аспектов задачи.
Определение объема шарика.
Плотность шарика (\rho = 800 \, \text{кг/м}^3), масса (m = 80 \, \text{г} = 0.08 \, \text{кг}).
Объем шарика (V) можно найти, используя формулу для плотности:
[ V = \frac{m}{\rho} = \frac{0.08 \, \text{кг}}{800 \, \text{кг/м}^3} = 0.0001 \, \text{м}^3 = 100 \, \text{см}^3 ]
Определение архимедовой силы.
Архимедова сила (FA) равна весу вытесненной воды. Плотность воды (\rho{\text{в}} = 1000 \, \text{кг/м}^3).
[ FA = \rho{\text{в}} \cdot V \cdot g = 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 0.0001 \, \text{м}^3 \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 = 0.981 \, \text{Н} ]
Определение работы архимедовой силы.
Шарик всплывает с глубины (h = 0.5 \, \text{м}). Работа (A), совершаемая архимедовой силой, равна произведению силы на перемещение в направлении силы:
[ A = F_A \cdot h = 0.981 \, \text{Н} \cdot 0.5 \, \text{м} = 0.4905 \, \text{Дж} ]
Таким образом, работа, совершенная архимедовой силой в процессе всплытия шарика, составляет (0.4905 \, \text{Дж}).
