Какую массу камня сможет поднять мальчик в воде, если он без усилий поднимает груз массой 10 кг? Плотность камня составляет 2500 кг/м3, а плотность воды - 1000 кг/м3.

Физика 7 класс Архимедова сила масса камня поднять в воде плотность камня плотность воды физика 7 класс Закон Архимеда сила Архимеда груз 10 кг Новый

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

1. Определим силу, действующую на груз массой 10 кг.

• Вес груза в воздухе: W = m * g, где m = 10 кг, g = 9.8 м/с² (ускорение свободного падения).
• W = 10 кг * 9.8 м/с² = 98 Н.

2. Теперь найдем объем этого груза.

• Поскольку груз поднимается без усилий, значит, сила Архимеда равна весу груза в воде.
• Сила Архимеда: FА = ρв * V * g, где ρв = 1000 кг/м³ (плотность воды), V - объем груза, g = 9.8 м/с².
• Мы знаем, что FА = W, то есть ρв * V * g = 98 Н.
• Подставляем известные значения: 1000 кг/м³ * V * 9.8 м/с² = 98 Н.
• Решим это уравнение для V: V = 98 Н / (1000 кг/м³ * 9.8 м/с²) = 0.01 м³.

3. Теперь найдем массу камня, который мальчик сможет поднять в воде.

• Плотность камня: ρк = 2500 кг/м³.
• Сила Архимеда, действующая на камень, будет равна весу вытесненной воды, когда камень полностью погружен в воду.
• Формула для силы Архимеда: FА = ρв * Vк * g, где Vк - объем камня.
• Мы знаем, что мальчик может поднять груз, который создает силу Архимеда в 98 Н.
• Решим уравнение: ρв * Vк * g = 98 Н.
• Зная, что Vк = mк / ρк, где mк - масса камня, подставим это в уравнение: 1000 кг/м³ * (mк / 2500 кг/м³) * 9.8 м/с² = 98 Н.
• Упрощаем: 1000 * 9.8 / 2500 * mк = 98.
• Решим для mк: mк = (98 * 2500) / 1000 / 9.8 = 25 кг.

Ответ: Мальчик сможет поднять камень массой 25 кг в воде.