1. Бревно длиной 3,5 м и площадью сечения 700 см2 плавает в воде. Плотность дерева составляет 700 кг/м3. Какова максимальная масса человека, который сможет стоять на бревне, не замочив ноги?

2. Почему гвоздь тонет в воде, а корабль, сделанный из той же стали, остается на поверхности?

Физика 8 класс Плавание тел и Архимедова сила физика 8 класс бревно Плотность плавание масса человека гвоздь корабль тонет остается на поверхности законы Архимеда сила тяжести объём площадь сечения водоизмещение плотность воды сравнение плотностей силы механика физические явления Новый

1. Определение максимальной массы человека, который сможет стоять на бревне, не замочив ноги:

Для решения этой задачи нам нужно использовать принцип Архимеда, который говорит, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной этой жидкостью. Сначала нам нужно определить, сколько воды вытесняет бревно.

1. Определим объем бревна:
   • Длина бревна = 3,5 м
   • Площадь сечения = 700 см² = 0,07 м² (переводим в квадратные метры)
   • Объем = Длина × Площадь сечения = 3,5 м × 0,07 м² = 0,245 м³
2. Определим массу бревна:
   • Плотность дерева = 700 кг/м³
   • Масса = Плотность × Объем = 700 кг/м³ × 0,245 м³ = 171,5 кг
3. Определим вес воды, который вытесняет бревно:
   • Плотность воды = 1000 кг/м³
   • Вес вытесненной воды = Плотность воды × Объем бревна = 1000 кг/м³ × 0,245 м³ = 245 кг
4. Определим максимальную массу человека:
   • Вес бревна = 171,5 кг
   • Общий вес (бревно + человек) не должен превышать вес вытесненной воды = 245 кг
   • Максимальная масса человека = Вес вытесненной воды - Масса бревна = 245 кг - 171,5 кг = 73,5 кг

Таким образом, максимальная масса человека, который сможет стоять на бревне, не замочив ноги, составляет 73,5 кг.

2. Почему гвоздь тонет в воде, а корабль, сделанный из той же стали, остается на поверхности?

Это явление также можно объяснить с помощью принципа Архимеда. Давайте рассмотрим основные моменты:

1. Форма и объем:
   • Гвоздь имеет небольшую форму и объем, что приводит к тому, что он вытесняет очень маленький объем воды.
   • Корабль, несмотря на то, что он сделан из стали, имеет большую форму и объем, поэтому он вытесняет значительно больший объем воды.
2. Соотношение массы и вытесненной воды:
   • Масса гвоздя превышает вес воды, которую он вытесняет, поэтому он тонет.
   • Масса корабля меньше или равна весу воды, которую он вытесняет, благодаря своей форме, что позволяет ему оставаться на поверхности.
3. Плотность:
   • Гвоздь имеет высокую плотность и маленький объем, поэтому он не может удержаться на поверхности воды.
   • Корабль имеет низкую среднюю плотность благодаря большому количеству воздуха в его конструкции, что делает его способным плавать.

Таким образом, гвоздь тонет, потому что его масса слишком велика по сравнению с вытесненной водой, а корабль остается на поверхности благодаря своей форме и большому объему, который позволяет ему вытеснять достаточно воды, чтобы поддерживать его массу.