Какой объем полости в полом свинцовом шаре массой 5.25 кг, который находится в воде и погружен наполовину, если плотности воды и свинца равны 1000 кг/м3 и 10500 кг/м3 соответственно? Прошу предоставить решение задачи.

Физика 8 класс Тематика: Архимедова сила и плавание тел объем полости свинцовый шар плотность воды плотность свинца физика 8 класс задача по физике решение задачи погружение в воду Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно воспользоваться принципом Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной этой жидкостью массы. Давайте разберем решение по шагам.

Шаг 1: Определим объем свинцового шара.

Сначала найдем объем свинцового шара, используя его массу и плотность. Формула для расчета объема выглядит так:

Объем = Масса / Плотность

Подставим значения:

• Масса = 5.25 кг
• Плотность свинца = 10500 кг/м³

Таким образом, объем свинцового шара:

Объем = 5.25 кг / 10500 кг/м³ = 0.0005 м³ (или 500 см³).

Шаг 2: Рассчитаем силу Архимеда.

Теперь определим, какая сила действует на шар со стороны воды. Для этого нужно найти объем воды, который вытесняет шар, когда он погружен наполовину. Объем вытесненной воды равен половине объема шара:

Объем вытесненной воды = 0.5 * Объем шара = 0.5 * 0.0005 м³ = 0.00025 м³ (или 250 см³).

Теперь найдем массу вытесненной воды:

Масса воды = Объем * Плотность воды = 0.00025 м³ * 1000 кг/м³ = 0.25 кг.

Сила Архимеда равна весу этой массы:

Сила Архимеда = Масса воды * g, где g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения).

Сила Архимеда = 0.25 кг * 9.81 м/с² = 2.4525 Н.

Шаг 3: Условия равновесия.

Теперь у нас есть силы, действующие на шар. Сила тяжести, действующая на шар, равна:

Сила тяжести = Масса шара * g = 5.25 кг * 9.81 м/с² = 51.63 Н.

В состоянии равновесия сила Архимеда равна силе тяжести:

Сила Архимеда = Сила тяжести.

Шаг 4: Найдем объем полости в шаре.

Поскольку шар погружен наполовину, это означает, что вес вытесненной воды (сила Архимеда) уравновешивает вес шара. Учитывая, что шар частично заполнен водой, мы можем найти объем полости в шаре.

Мы знаем, что:

Сила Архимеда = Объем вытесненной воды * Плотность воды * g.

Так как шар погружен наполовину, объем полости (Vп) в шаре можно найти следующим образом:

Vп = Объем шара - Объем вытесненной воды.

Vп = 0.0005 м³ - 0.00025 м³ = 0.00025 м³ (или 250 см³).

Ответ: Объем полости в полом свинцовом шаре составляет 0.00025 м³ (или 250 см³).