Физика · 7 класс. Практикум: разберите пример, выполните самопроверку и переходите к играм.
Какой объём вытеснен
FА = ρсредыgVпогр. В формулу входят плотность жидкости или газа и объём погружённой части тела. В воде плотностью 1000 кг/м³ при g = 10 тело, вытеснившее 500 см³ = 0,0005 м³, испытывает силу Архимеда 5 Н. В полностью погружённом жёстком теле этот объём не растёт просто от увеличения глубины.
Динамометр в жидкости
В воздухе груз на динамометре показывает 15 Н, при полном погружении в жидкость — 9 Н. Груз покоится, не касается опоры, выталкиванием воздуха пренебрегают. FА = 15 − 9 = 6 Н. Масса груза не уменьшилась: часть силы тяжести уравновешивает жидкость, поэтому натяжение нити меньше.
Направление начального движения
Тело массой 750 г и объёмом 500 см³ полностью погрузили в воду и отпустили из покоя. При ρводы = 1000, g = 10 сила тяжести 7,5 Н, сила Архимеда 5 Н. Если в начальный момент сопротивлением пренебрегают, равнодействующая 2,5 Н вниз. Сравнивают силы; не вычитают массу из силы и не игнорируют единицы.
Свободное плавание
Для свободно плавающего в покое тела без опоры и иных вертикальных сил FА = mg, поэтому Vпогр = m/ρжидкости. Тело 600 г в воде плотностью 1 г/см³ вытесняет 600 см³. Не обязательно погружено всё тело: внешний объём может быть больше вытесненного.
Предел дополнительной нагрузки
Закрытое жёсткое тело имеет внешний объём 1000 см³ и среднюю плотность 600 кг/м³. Его масса 600 г. При предельном полном погружении в воду оно может поддерживать общую массу 1000 г, поэтому дополнительная масса 400 г. Объёмом груза, массой воздуха и впитыванием воды пренебрегают. В этом теоретическом пределе весь внешний объём тела погружён в воду.
Плотность по взвешиванию
Если сплошной образец в воздухе показывает P, а при полном погружении в жидкость — T, то ρтела = ρжидкP/(P − T). Например, при ρжидк = 800 кг/м³, P = 20 Н и T = 12 Н получаем 2000 кг/м³. Условия: покой, отсутствие касания опоры и пренебрежение воздушной выталкивающей силой. Разность показаний сначала связывают с вытесненным объёмом.
Проверьте себя
В воде вытеснено 500 см³; ρ = 1000, g = 10. FА?
5 Н.
Груз в покое показывает 15 Н в воздухе, 9 Н при полном погружении без опоры. Воздушной силой пренебрегают. FА?
6 Н.
750 г, объём 500 см³, вода 1000 кг/м³, g = 10. Удержание убрали из покоя, сопротивлением в этот момент пренебрегают. Начальная равнодействующая?
2,5 Н вниз.
Тело 600 г свободно плавает в покое без опоры в воде 1 г/см³. Погружённый объём?
600 см³.
Закрытое жёсткое тело: ρср = 600 кг/м³, V = 1000 см³, вода 1000 кг/м³. Предельная добавочная масса при пренебрежении объёмом груза и впитыванием?
400 г.
Динамометр: 20 Н в воздухе, 12 Н при полном погружении в жидкость 800 кг/м³. Покой, опоры нет, воздушной силой пренебрегают. Плотность сплошного образца?
800 × 20/(20 − 12) = 2000 кг/м³.