Тело подвесили на пружине динамометра. Вес тела оказался равен 26 кН. Не снимая тела с пружины, его целиком погрузили в воду. При этом показания динамометра уменьшились до 16 кН. Каков объём тела? Плотность воды равна 1000 кг/м3. Нарисуйте силы, действующие на тело в воздухе и воде.

Физика 10 класс Температура и давление пружина динамометр вес тела погружение в воду Объём тела плотность воды силы на тело физика задачи по физике механика Закон Архимеда Новый

Для решения задачи нам нужно использовать закон Архимеда и понять, какие силы действуют на тело в воздухе и в воде.

Шаг 1: Определим силы, действующие на тело.

• Когда тело находится в воздухе, на него действует сила тяжести (вес тела) и сила, которую показывает динамометр. Сила тяжести равна 26 кН.
• Когда тело погружается в воду, на него также действует сила тяжести, но теперь добавляется архимедова сила, направленная вверх. Динамометр показывает 16 кН.

Шаг 2: Найдем архимедову силу.

Архимедова сила (F_A) равна разнице между весом тела в воздухе и показанием динамометра в воде:

F_A = W_воздух - W_вода
F_A = 26 кН - 16 кН = 10 кН

Шаг 3: Используем закон Архимеда.

Согласно закону Архимеда, архимедова сила равна весу вытесненной жидкости. Этот вес можно выразить через объем тела (V) и плотность воды (ρ):

F_A = V * ρ * g

где g - ускорение свободного падения, приблизительно равное 9.81 м/с². Плотность воды равна 1000 кг/м³.

Шаг 4: Подставим известные значения.

Сначала переведем архимедову силу в ньютоны:

10 кН = 10000 Н

Теперь подставим значения в формулу:

10000 Н = V * 1000 кг/м³ * 9.81 м/с²

Шаг 5: Найдем объем тела.

Решим уравнение для V:

V = 10000 Н / (1000 кг/м³ * 9.81 м/с²)
V ≈ 1.0197 м³

Ответ: Объем тела примерно равен 1.02 м³.

Силы, действующие на тело:

В воздухе:

• Сила тяжести (вниз) = 26 кН
• Сила, показываемая динамометром (вверх) = 26 кН

В воде:

• Сила тяжести (вниз) = 26 кН
• Архимедова сила (вверх) = 10 кН
• Сила, показываемая динамометром (вверх) = 16 кН