В воде находится деревянный кубик с массой m=60 г. Плотность воды составляет p1=1 г/см^3, а плотность древесины равна p2=0.75 г/см^3. Какова минимальная масса груза, которую нужно положить на кубик, чтобы он полностью ушел под воду?

Физика 10 класс Тематика: Архимедова сила и плавание тел деревянный кубик масса кубика плотность воды плотность древесины минимальная масса груза физика задачи по физике плавание тел Архимедова сила условия плавания Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать принцип Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной жидкости.

Давайте начнем с анализа данных:

• Масса кубика (m) = 60 г
• Плотность древесины (p2) = 0.75 г/см³
• Плотность воды (p1) = 1 г/см³

1. Сначала найдем объем кубика. Объем V можно найти по формуле:

V = m / p2

Подставим значения:

V = 60 г / 0.75 г/см³ = 80 см³

2. Теперь найдем вес (силу тяжести) кубика. Сила тяжести F кубика определяется как:

F = m * g

где g - ускорение свободного падения, которое мы можем принять равным 9.8 м/с². Но так как мы работаем с граммами и сантиметрами, нам достаточно просто учитывать массу в граммах.

F = 60 г

3. Теперь найдем вес вытесненной воды, когда кубик полностью погружен в воду. Вес вытесненной воды W определяется по формуле:

W = V * p1

Подставим значения:

W = 80 см³ * 1 г/см³ = 80 г

4. Чтобы кубик полностью ушел под воду, необходимо, чтобы вес груза, который мы положим на кубик, вместе с весом кубика был больше веса вытесненной воды. Обозначим массу груза как M. Тогда у нас есть неравенство:

F + M > W

Подставим известные значения:

60 г + M > 80 г

5. Теперь решим это неравенство для M:

M > 80 г - 60 г

M > 20 г

Таким образом, минимальная масса груза, которую нужно положить на кубик, чтобы он полностью ушел под воду, составляет более 20 г.

Ответ: минимальная масса груза должна быть больше 20 г.