Полагая что к золоту было подмешано только серебро
1. К коромыслу весов подвешены два цилиндра одинаковой массы: свинцовый и алюминиевый. Весы находятся в равновесии. Нарушится ли равновесие весов, если оба цилиндра одновременно погрузить в воду; в спирт? Ответ обоснуйте. Проверьте его на опыте. Как зависит выталкивающая сила от объёма тела?
2. К коромыслу весов подвешены два алюминиевых цилиндра одинакового объёма. Нарушится ли равновесие весов, если один цилиндр погрузить в воду, другой — в спирт? Ответ обоснуйте. Зависит ли выталкивающая сила от плотности жидкости?
3. Объём куска железа 0,1 дм3. Какая выталкивающая сила будет на него действовать при полном его погружении в воду; в керосин?
4. Бетонная плита объёмом 2 м3 погружена в воду. Какую силу необходимо приложить, чтобы удержать её в воде; в воздухе?
5. Предположив, что корона царя Гиерона в воздухе весит 20 Н, а в воде 18,75 Н, вычислите плотность вещества короны. Полагая, что к золоту было подмешано только серебро, определите, сколько в короне было золота и сколько серебра. При решении задачи плотность золота считайте равной 20 000 кг/м3, плотность серебра — 10 000 кг/м3. Каков был бы объём короны из чистого золота?
6. По мелким камешкам ходить босыми ногами больно. Почему человек не
испытывает боли, если ходит по таким же камням в воде?
Потому что в воде на человека кроме силы тяжести действует выталкивающая сила, направленная вверх.
Упражнение 26
Физика А.В. Перышкин
1.К коромыслу весов подвешены два цилиндра одинаковой массы: свинцовый и алюминиевый. Весы находятся в равновесии. Нарушится ли равновесие весов, если оба цилиндра одновременно погрузить в воду; в спирт? Ответ обоснуйте. Проверьте его на опыте. Как зависит выталкивающая сила от объёма тела?
Чтобы разобраться в этой задаче, нужно обратиться к таблице плотности твердых тел. Мы увидим: плотность свинца гораздо больше плотности алюминия. А это значит, что при одинаковой массе их объемы будут разными, а именно, объем алюминиевого цилиндра будет больше, чем свинцового. Вспомнив, что сила Архимеда прямо пропорциональна объему тела, можно сделать следующий вывод: Сила Архимеда, действующая на алюминиевый цилиндр будет больше, потому равновесие весов нарушится.
2. К коромыслу весов подвешены два алюминиевых цилиндра одинакового объёма. Нарушится ли равновесие весов, если один цилиндр погрузить в воду, другой — в спирт? Ответ обоснуйте. Зависит ли выталкивающая сила от плотности жидкости?
Равновесие весов нарушится; на цилиндр в воде будет действовать большая выталкивающая сила, потому что плотность воды больше плотности спирта. Цилиндр в спирте перевесит.
3. Объём куска железа 0,1 дм3. Какая выталкивающая сила будет на него действовать при полном его погружении в воду; в керосин?
4. Бетонная плита объёмом 2 м3 погружена в воду. Какую силу необходимо приложить, чтобы удержать её в воде; в воздухе?
5. Предположив, что корона царя Гиерона в воздухе весит 20 Н, а в воде 18,75 Н, вычислите плотность вещества короны. Полагая, что к золоту было подмешано только серебро, определите, сколько в короне было золота и сколько серебра. При решении задачи плотность золота считайте равной 20 000 кг/м3, плотность серебра — 10 000 кг/м3. Каков был бы объём короны из чистого золота?
6. По мелким камешкам ходить босыми ногами больно. Почему человек не испытывает боли, если ходит по таким же камням в воде?
Потому что в воде на человека кроме силы тяжести действует выталкивающая сила, направленная вверх.
Предположив, что корона царя Гиерона в воздухе весит 20 Н, а в воде 18,75 Н, вычислите плотность вещества короны
Предположив, что корона царя Гиерона в воздухе весит 20 Н, а в воде 18,75 Н, вычислите плотность вещества короны.
Полагая, что к золоту было подмешано только серебро, определите, сколько в короне было золота и сколько серебра.
Ответ
Дано:
Pвоздух = 20 Н
Pвода = 18,75 Н
ρзолота = 20 000 кг/м 3
ρсеребра = 10 000 кг/м 3
ρводы = 1000 кг/м 3
g = 9,8 Н/кг
Найти:
Решение:
По закону Архимеда объем короны равен объему воды весом:
Теперь, зная плотность воды и массу, найдем объем короны:
V = m/ρводы
V = 0,128 кг / 1000 кг/м 3 = 0,000128 м 3
Масса короны равна:
Следующим действием найдем плотность вещества короны:
ρкороны = m/V
ρкороны = 2,04 кг / 0,000128 м 3 = 15 937,5 кг/м 3
Чтобы определить, сколько было золота и серебра, мы должны сопоставить уравнение, взяв за Х долю серебра в сплаве:
10 000 ⋅ X + 20 000 (1 − Х) = 15937,5
10 000 ⋅ X + 20 000 − 20 000 ⋅ Х) = 15937,5
10 000 ⋅ X = 20000 − 15937,5
10 000 ⋅ X = 4062,5
X = 4062,5 / 10 000 ≈ 0,4
Значит, серебра в этой короне было 40%, ну а золота — остальные 60%.
Чтобы определить объем короны из чистого золота, нужно массу разделить на плотность:
V = m/ρзолота
V = 2,04 кг / 20 000 кг/м 3 ≈ 0,0001 м 3
Ответ:
ρкороны = 15 937,5 кг/м 3
Серебра в этой короне было 40%, золота — 60%
V ≈ 0,0001 м 3
домафку по физике помогите сделать
Ученик (3), закрыт 9 лет назад
1. Закон Архимеда: объём короны равен объёму воды весом 20-18.75=1.25 Н, то есть массой 1.25 Н/9.8 м/с2=0.128 кг
2. Плотность воды = 1000 кг/м3, то есть объём короны равен
0.128 кг/1000 кг/м3=0.000128 м3
3. Масса короны равна 20 Н/9.8 м/с2= 2.04 кг
4. Плотность вещества короны = масса/объём=15937 кг/м3
5. Чтобы определить состав сплава с такой плотностью можно либо составить пропорцию либо написать уравнение. Оставим пропорции детям и химикам, уравнение:
Пусть доля серебра в сплаве = х
тогда х*10000+(1-х) *20000=15937
откуда х=2-1.5937=0.4063
Объём короны из чистого золота определяется делением массы короны на плотность золота = 2.04/20000=0.000102 м3
1. Закон Архимеда: объём короны равен объёму воды весом 20-18.75=1.25 Н, то есть массой 1.25 Н/9.8 м/с2=0.128 кг
2. Плотность воды = 1000 кг/м3, то есть объём короны равен
0.128 кг/1000 кг/м3=0.000128 м3
3. Масса короны равна 20 Н/9.8 м/с2= 2.04 кг
4. Плотность вещества короны = масса/объём=15937 кг/м3
5. Чтобы определить состав сплава с такой плотностью можно либо составить пропорцию либо написать уравнение. Оставим пропорции детям и химикам, уравнение:
Пусть доля серебра в сплаве = х
тогда х*10000+(1-х) *20000=15937
откуда х=2-1.5937=0.4063
Объём короны из чистого золота определяется делением массы короны на плотность золота = 2.04/20000=0.000102 м3
1. Закон Архимеда: объём короны равен объёму воды весом 20-18.75=1.25 Н, то есть массой 1.25 Н/9.8 м/с2=0.128 кг
2. Плотность воды = 1000 кг/м3, то есть объём короны равен
0.128 кг/1000 кг/м3=0.000128 м3
3. Масса короны равна 20 Н/9.8 м/с2= 2.04 кг
4. Плотность вещества короны = масса/объём=15937 кг/м3
5. Чтобы определить состав сплава с такой плотностью можно либо составить пропорцию либо написать уравнение. Оставим пропорции детям и химикам, уравнение:
Пусть доля серебра в сплаве = х
тогда х*10000+(1-х) *20000=15937
откуда х=2-1.5937=0.4063
Объём короны из чистого золота определяется делением массы короны на плотность золота = 2.04/20000=0.000102 м3
§ 51. Архимедова сила
Силу, с которой тело, находящееся в жидкости, выталкивается ею, можно рассчитать, как это сделано в § 50. А можно определить её значение на опыте, используя для этого прибор, изображённый на рисунке 151.
К пружине подвешивают небольшое ведёрко и тело цилиндрической формы. Растяжение пружины отмечает стрелка на штативе (рис. 151, а). Она показывает вес тела в воздухе. Приподняв тело, под него подставляют отливной сосуд, наполненный жидкостью до уровня отливной трубки. После чего тело погружают целиком в жидкость (рис. 151, б). При этом часть жидкости, объём которой равен объёму тела, выливается из отливного сосуда в стакан. Указатель пружины поднимается вверх, пружина сокращается, показывая уменьшение веса тела в жидкости. В данном случае на тело, наряду с силой тяжести, действует ещё и сила, выталкивающая его из жидкости. Если в ведёрко вылить жидкость из стакана (т. е. ту, которую вытеснило тело), то указатель пружины возвратится к своему начальному положению (рис. 151, в).
На основании этого опыта можно заключить, что сила, выталкивающая целиком погружённое в жидкость тело, равна весу жидкости в объёме этого тела. Такой же вывод мы получили и в § 48.
Если бы подобный опыт проделать с телом, погружённым в какой-либо газ, то он показал бы, что сила, выталкивающая тело из газа, также равна весу газа, взятого в объёме тела.
Силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называют архимедовой силой в честь древнегреческого учёного Архимеда, который впервые указал на её существование и рассчитал её значение.
Итак, опыт подтвердил, что архимедова (или выталкивающая) сила равна весу жидкости в объёме тела, т. е. FА = Рж = gmж. Массу жидкости mж, вытесняемую телом, можно выразить через её плотность (ρж) и объём тела (Vт), погружённого в жидкость (так как Vж — объём вытесненной телом жидкости равен Vт — объёму тела, погружённого в жидкость), т. е. mж = ρжVт.
Следовательно, архимедова сила зависит от плотности жидкости, в которую погружено тело, и от объёма этого тела. Но она не зависит, например, от плотности вещества тела, погружаемого в жидкость, так как эта величина не входит в полученную формулу.
Определим теперь вес тела, погружённого в жидкость (или в газ). Так как две силы, действующие на тело в этом случае, направлены в противоположные стороны (сила тяжести вниз, а архимедова сила вверх), то вес тела в жидкости P1 будет меньше веса тела в вакууме Р = gm (m — масса тела) на архимедову силу FA = gmж (mж — масса жидкости (или газа), вытесненной телом), т. е.
Таким образом, если тело погружено в жидкость (или газ), то оно теряет в своём весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость (или газ).
П р и м е р. Определите выталкивающую силу, действующую на камень объёмом 1,6 м 3 в морской воде.
Запишем условие задачи и решим её.
Вопросы
1. Как можно на опыте определить, с какой силой тело, погружённое целиком в жидкость, выталкивается из жидкости?
2. Чему равна эта сила?
3. Как называют силу, которая выталкивает тела, погружённые в жидкости и газы?
4. Как подсчитать архимедову силу?
5. От каких величин зависит архимедова сила? От каких величин она не зависит?
Упражнение 26
1. К коромыслу весов подвешены два цилиндра одинаковой массы: свинцовый и алюминиевый. Весы находятся в равновесии. Нарушится ли равновесие весов, если оба цилиндра одновременно погрузить в воду; в спирт? Ответ обоснуйте. Проверьте его на опыте. Как зависит выталкивающая сила от объёма тела?
2. К коромыслу весов подвешены два алюминиевых цилиндра одинакового объёма. Нарушится ли равновесие весов, если один цилиндр погрузить в воду, другой — в спирт? Ответ обоснуйте. Зависит ли выталкивающая сила от плотности жидкости?
4. Бетонная плита объёмом 2 м 3 погружена в воду. Какую силу необходимо приложить, чтобы удержать её в воде; в воздухе?
6. По мелким камешкам ходить босыми ногами больно. Почему человек не испытывает боли, если ходит по таким же камням в воде?