Гидростатическое давление жидкости на нижнюю грань кубика — Объясните закон Архимеда — На простых словах! 22 ответа

Содержание

гидростатическое давление жидкости на нижнюю грань кубика

В разделе Естественные науки на вопрос Объясните закон Архимеда. На простых словах!! заданный автором Movsar Isaev лучший ответ это если ты про вытеснение воды —
Упал в воду — твоя масса вытолкнула другую массу,
Выигрывает всегда вес с превышаемой плотностью ?

Ответ от Александр Сокорнов[гуру]
Уффф. Попробую. Но слов будет много, предупреждаю.
Представьте себе мысленно кубик воды. В воде.
1. На верхнюю его грань оказывает давление столб воды, от верхней грани кубика и до поверхности. Давление будет равно весу этого столбика, делённую на площадь верхней грани водяного кубика.
2. На нижнюю грань этого кубика ТОЖЕ — в соответствии с законом Паскаля — оказывается давление, равное весу столбика воды, высотой от нижней грани куба до поверхности.
А со стороны кубика на ту же грань давит давление, равное весу столбика воды от верхней грани до поверхности + вес самого водяного кубика, поделённого все на ту же площадь нижней грани (или верхней — у куба они одинаковы).
3. Получается, что давление воды на нижнюю грань водяного кубика в точности равно давлению, которое оказывает сам водяной кубик (плюс столб воды над ним). Оно и не удивительно, было бы странным обратное — если бы эти давления не были бы одинаковыми. Ведь тогда мы бы в любой жидкости всегда наблюдали бы постоянное самопроизвольное перемешивание по вертикали (в нарушение законов сохранения, да и бог бы с ними, подумаешь).
4. Учтите, что давление воды на боковые грани взаимно уравновешено — это практически очевидно. Причём, будь это не так, любая жидкость всё время самопроизвольно перемешивалась бы по горизонтали (нахально нарушая законы сохранения энергии и импульса, хотя это и не аргумент).
Водяной кубик парит неподвижно!
Если мы заменим его материалом с плотностью, равной водяной — такой кубик ТОЖЕ будет парить неподвижно. Это важно. Ибо из предыдущих рассуждений вытекают интересные следствия.
5. Замените теперь этот водяной кубик деревянным. Плотность дерева — ниже. Значит вес этого кубика его — меньше, чем того водяного, который мы заменили деревянным.
Значит, давление кубика нижней гранью на воду будет МЕНЬШЕ, чем давление воды на его нижнюю грань! Ведь он давит с силой, равной водяному столбику над верхней гранью. Плюс вес самого кубика — мЕньший, чем вес водяного кубика.
Из-за разности этих давлений на нижнюю грань кубик всплывет! Причем сила, которая будет выталкивать его из воды за счёт игры давлений и закона Паскаля, численно равна РАЗНИЦЕ в весе между ним и водяным кубиком, который мы заменили деревянным.
Ещё раз напомню, что на кубик действует сила тяжести, равная его весу.
Назовём \»архимедовой\» силу, равную весу водяного кубика.
Вычтем из таким образом определённой \»архимедовой\» силы вес кубика — и получим ту самую выталкивающую силу, которую мы вывели в предыдущем абзаце: разница в весе между деревянным кубиком и водяным кубиком.
Значит, можно сказать, что на деревянный кубик действует сила, равная весу воды, который он вытесняет (весу того самого водяного кубика, о котором мы так долго трендели).
Это и есть закон Архимеда.
Вариант кубика из материала с плотностью, большей водяной, даст похожий результат! только вес такого кубика окажется больше архимедовой силы.
Ведь архимедова сила одна и та же для кубика из любого материала таких же размеров, что и водяной кубик, который мы заменили — по определению архимедовой силы, которое мы дали выше.
Кубик будет тонуть.
Вот. как-то так.
В формулах оно было бы и короче и яснее — для этого они и придуманы.
Но Вы сами виноваты: просили рассказать про эту хрень словами.
Осталось обобщить рассуждение для кубиков на тела любой формы. Можно доказать математически, что результат от этого не меняется — хотя и становится менее наглядным.
Dixi, кто может рассказать проще — пусть попробует, а я — иссяк.

http://22oa.ru/gidrostaticheskoe-davlenie-zhidkosti-na-nizhniuiu-gran-kubika/

ГЛАВА 15. ГИДРОСТАТИКА

Благодаря тому, что жидкость оказывает воздействие во всех направлениях, существует своеобразный эффект выталкивания тел из жидкостей в поле силы тяжести. Действительно, если погрузить тело в жидкость, то согласно закону Паскаля жидкость будет оказывать воздействие на всю поверхность этого тела — и сверху, и сбоку, и снизу. Но из-за зависимости гидростатического давления от глубины воздействие жидкости на нижнюю часть тела будет больше, чем на верхнюю. Поэтому равнодействующая всех сил, действующих на тело, направлена вверх, что означает, что жидкость выталкивает из себя тело. Давайте рассмотрим пример вычисления выталкивающей силы.
Пример 15.2. В жидкости с плотностью ? , находится кубик со стороной a. Кубик удерживают так, что две его грани параллельны поверхности жидкости. Найти равнодействующую всех сил, действующих на кубик.

Решение. Со стороны жидкости на грани кубика действуют силы, перпендикулярные каждой грани (рис. 15.1). Из симметрии задачи очевидно, что силы, действующие на боковые грани компенсируют друг друга; поэтому далее мы их не рассматриваем. Найдем силы, действующие на верхнюю и нижнюю грань кубика, а затем их равнодействующую. Пусть верхняя грань кубика находится на глубине h . Давление жидкости на этой глубине равно ?gh , а сила, действующая на верхнюю грань со стороны жидкости
Нижняя грань находится на глубине h + a , поэтому сила, действующая на нижнюю грань кубика, есть
Находя равнодействующую сил (15.4) и (15.5), получим

http://online.mephi.ru/courses/physics_origins/data/233.html

ЗАКОН АРХИМЕДА

ЗАКОН АРХИМЕДА – закон статики жидкостей и газов, согласно которому на погруженное в жидкость (или газ) тело действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме тела.

Тот факт, что на погруженное в воду тело действует некая сила, всем хорошо известен: тяжелые тела как бы становятся более легкими – например, наше собственное тело при погружении в ванну. Купаясь в речке или в море, можно легко поднимать и передвигать по дну очень тяжелые камни – такие, которые не удается можем поднять на суше; то же явление наблюдается, когда по каким-либо причинам выброшенным на берегу оказывается кит – вне водной среды животное не может передвигаться – его вес превосходит возможности его мышечной системы. В то же время легкие тела сопротивляются погружению в воду: чтобы утопить мяч размером с небольшой арбуз требуется и сила, и ловкость; погрузить мяч диаметром полметра скорее всего не удастся. Интуитивно ясно, что ответ на вопрос – почему тело плавает (а другое – тонет), тесно связан с действием жидкости на погруженное в нее тело; нельзя удовлетвориться ответом, что легкие тела плавают, а тяжелые – тонут: стальная пластинка, конечно, утонет в воде, но если из нее сделать коробочку, то она может плавать; при этом ее вес не изменился. Чтобы понять природу силы, действующей на погруженное тело со стороны жидкости, достаточно рассмотреть простой пример (рис. 1).

Кубик с ребром a погружен в воду, причем и вода, и кубик неподвижны. Известно, что давление в тяжелой жидкости увеличивается пропорционально глубине – очевидно, что более высокий столбик жидкости более сильно давит на основание. Гораздо менее очевидно (или совсем не очевидно), что это давление действует не только вниз, но и в стороны, и вверх с той же интенсивностью – это закон Паскаля.
Если рассмотреть силы, действующие на кубик (рис. 1), то в силу очевидной симметрии силы, действующие на противоположные боковые грани, равны и противоположно направлены – они стараются сжать кубик, но не могут влиять на его равновесие или движение. Остаются силы, действующие на верхнюю и на нижнюю грани. Пусть h – глубина погружения верхней грани, r – плотность жидкости, g – ускорение силы тяжести; тогда давление на верхнюю грань равно
Сила давления равна давлению, умноженному на площадь, т.е.
причем сила F1 направлена вниз, а сила F2 – вверх. Таким образом, действие жидкости на кубик сводится к двум силам – F1 и F2 и определяется их разностью, которая и является выталкивающей силой:
Сила – выталкивающая, так как нижняя грань, естественно, расположена ниже верхней и сила, действующая вверх, больше, чем сила, действующая вниз. Величина F2F1= pga 3 равна объему тела (кубика) a 3 , умноженному на вес одного кубического сантиметра жидкости (если принять за единицу длины 1 см). Другими словами, выталкивающая сила, которую часто называют архимедовой силой, равна весу жидкости в объеме тела и направлена вверх. Этот закон установил античный греческий ученый Архимед, один из величайших ученых Земли.
Если тело произвольной формы (рис. 2) занимает внутри жидкости объем V, то действие жидкости на тело полностью определяется давлением, распределенным по поверхности тела, причем заметим, что это давление совершенно не зависит от материала тела – («жидкости все равно на что давить»).

Для определения результирующей силы давления на поверхность тела нужно мысленно удалить из объема V данное тело и заполнить (мысленно) этот объем той же жидкостью. С одной стороны, есть сосуд с жидкостью, находящейся в покое, с другой стороны внутри объема V – тело, состоящее из данной жидкости, причем это тело находится в равновесии под действием собственного веса (жидкость тяжелая) и давления жидкости на поверхность объема V. Так как вес жидкости в объеме тела равен pgV и уравновешивается равнодействующей сил давления, то величина ее равна весу жидкости в объеме V, т.е. pgV.
Сделав мысленно обратную замену – поместив в объеме V данное тело и отметив, что эта замена никак не скажется на распределении сил давления на поверхность объема V, можно сделать вывод: на погруженное в покоящуюся тяжелую жидкость тело действуют направленная вверх сила (архимедова сила), равная весу жидкости в объеме данного тела.

http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/ZAKON_ARHIMEDA.html

Сила давления жидкости на верхнюю грань кубика

Сплошной кубик с реб­ром а пол­но­стью погружён в ци­лин­дри­че­ский сосуд с жид­ко­стью плотностью ? так, как по­ка­за­но на рисунке. Рядом с со­су­дом установлена вер­ти­каль­ная линейка, поз­во­ля­ю­щая определить по­ло­же­ние кубика в сосуде. Ис­поль­зуя рисунок, уста­но­ви­те соответствие между фи­зи­че­ски­ми величинами и формулами, по ко­то­рым их можно рассчитать: к каж­до­му элементу пер­во­го столбца под­бе­ри­те соответствующий эле­мент из вто­ро­го и вне­си­те в стро­ку ответов вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.
А) дав­ле­ние жидкости на ниж­нюю грань кубика
Б) сила дав­ле­ния жидкости на верх­нюю грань кубика
B) сила Архимеда, дей­ству­ю­щая на кубик
1)
2)
3)
4)
5)
Давление жид­ко­сти на ту или иную грань опре­де­ля­ет­ся расстоянием от грани до сво­бод­ной жидкости, плот­но­стью жидкости и уско­ре­ни­ем свободного падения. Длина ребра ку­би­ка a = 6 – 4 = 2.
А) Рас­сто­я­ние от по­верх­но­сти жидкости до ниж­ней грани d1 = 7 – 4 = 3 = 1,5a, следовательно, дав­ле­ние на ниж­нюю грань ку­би­ка
Б) Сила дав­ле­ния жидкости на верх­нюю грань ку­би­ка F есть про­из­ве­де­ние давления на верх­нюю грань и пло­ща­ди грани. Рас­сто­я­ние от по­верх­но­сти жидкости до верх­ней грани d2 = 7 – 6 = 1 = 0,5a, следовательно, дав­ле­ние на верхнюю грань ку­би­ка
.
В) Сила Архимеда, дей­ству­ю­щая на кубик, про­пор­ци­о­наль­на плотности жидкости, уско­ре­нию свободного па­де­ния и объ­е­му погруженного тела:

http://phys-oge.sdamgia.ru/problem?id=856

В воду погружен стеклянный кубик его нижняя грань находится в 15 см от поверхности воды. а) определить силу давления

Ответ или решение

Похожие вопросы

Установите соответствие между формой существования химического элемента и рисунками моделей.

Запишите формулы солей и соответствующих им гидроксидов (кислот и оснований), оксидов и.
На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из источника тока, ключа и реостата.
Поиграйте в «крестики-нолики». Покажите выигрышный путь, который составляют формулы высших.
Математический маятник раскачивается внешней силой, и при частоте изменения этой силы 0,5 Гц.
Известен опыт, в котором гладко отшлифованные пластинки свинца и золота кладут одна на другую.
Если ковалентная химическая связь образуется между атомами разных элементов — ____, то общие.
Трактор двигался с постоянной скоростью, развивая мощность N = 60 кВт. При этом за t = 15 мин.
Определите объём азота N2, необходимого для взаимодействия с кислородом, если в результате.
Любые электрические приборы в ванной комнате следует использовать с большой осторожностью.

Кубик с длиной ребра a = 5 см находится в воде, причем верхняя грань кубика на гулюине h = 4 см. Каковы силы давление воды на верхнюю и нижнюю грани? Как выразить силу Архимеда через две эти силы? Чему равен вес вытесненной кубиком воды? Атмосферное давление не учитывайте. Сила давления на верхнюю грань 1 Н, на нижнюю 2,25 Н, вес вытесненной воды (1,25) равен архимедовой силе.

1.Решение ключевых задач по физике для основной школы. 7-9 классы. Генденштейн Л. Э., Кирик Л. А., Гельфгат И. М
2. Задачи по физике для поступающих в ВУЗы Бендриков, Буховцев и др.
Кубик с длиной ребра a = 5 см находится в воде, причем верхняя грань кубика на гулюине h = 4 см. Каковы силы давление воды на верхнюю и нижнюю грани? Как выразить силу Архимеда через две эти силы? Чему равен вес вытесненной кубиком воды? Атмосферное давление не учитывайте.
Сила давления на верхнюю грань 1 Н, на нижнюю 2,25 Н, вес вытесненной воды (1,25) равен архимедовой силе.
Если картинка в решении отображается размыто — нажмите на нее, и она откроется в хорошем качестве.

http://imedic.club/v-vodu-pogruzhen-steklyannyj-kubik-ego-nizhnyaya-gran-naxoditsya-v-15-sm-ot-poverxnosti-vody-a-opredelit-silu-davleniya/

Закон Архимеда. Формула. Общие принципы.

Закон Архимеда применим к жидкостям и газам, находящимся в статическом состоянии. А звучит он так: на тело, погруженное в жидкость, действует сила выталкивания равная весу жидкости вытесненной телом. То есть закон Архимеда применяется для определения плавучести тел. Итак от чего же эта плавучесть зависит. Вы скажете, что от веса тела. Это правда, но не вся. Вес тела, конечно, влияет на его плавучесть что очевидно. Тяжёлый камень тонет, а легкое перышко плавает. Но вес это не единственный параметр определяющий плавучесть тел.
К примеру, сухогруз, везущий к нам дешёвые товары из Китая, весит о-го-го. Но вот почему-то товары к нам приезжают сухими. Итак, разберемся, почему же тела обладают плавучестью, для этого рассмотрим простой пример. В резервуар с жидкостью помещен куб. Жидкость и куб находятся в статическом состоянии, то есть ничего никуда не движется. Так как жидкость обладает весом, то с увеличением глубины давление увеличивается. Скажем, если литр воды весит 1 Кг. То если на голову поставить 5 литровую бутыль с водой на нее будет давить вес в 5 кг.
Так как наш кубик обладает некоторой высотой, то выходит что столб воды находящийся над его верхней гранью, меньше столба воды давящего сверху на нижнюю грань. Столб воды давящий на нижнюю грань больше на высоту кубика столба давящего на верхнюю грань. Уточним, что давление в воде распространяется во все стороны, а не направлено только вниз. Следовательно, на нижнюю грань давит жидкость окружающая куб со всех сторон.
На боковые грани вода также давит. Но давления слева и справа равны, так как грани находятся на одинаковой высоте. А направлено это давление, внутрь куба стремясь его сжать. На плавучесть оно никак не влияет.
Итак, мы пришли к тому что, давление на нижнюю грань кубика больше чем давление на верхнюю часть. То есть вода на дно кубика давит сильнее, чем на верхушку соответственно жидкость выталкивает кубик наверх. Таким образом, и проявляется плавучесть тела.
Итак, в наличии выталкивающей силы мы убедились, теперь хотелось бы определить ее величину. Если предположить что кубик имеет такую же плотность что и жидкость. А проще говоря, от кубика мы оставляем только контур заполненный водой и находящейся в воде. То этот контур всплывать не будет, хотя с увеличением глубины давление по-прежнему возрастает. Но возрастает не только выталкивающая сила, но и сила стремящаяся утопить кубик тоже возрастает, в итоге они друг друга уравновешивают.
Но вот если плотность кубика будет меньше плотности окружающей жидкости то давление, создаваемое верхним столбом воды, будет меньше на объем воды, который вытесняет кубик. Соответственно сила выталкивания равна весу воды, которую вытесняет тело.
В случае если плотность тела будет больше плотности воды, то тело будет, опускается на дно резервуара. Так как топящая сила будет больше.
Еще один интересный факт. Если тело, плотность которого меньше плотности жидкости, опущен на дно и плотно к нему прилегает, то всплыть оно не сможет, так как на него действует только топящая сила, приложенная к верхней поверхности. А со стороны дна действует только сила упругости, так как нет жидкости, контактирующей с нижне поверхностью, способной приложить силу выталкивания.

http://electrophysic.ru/mehanika/zakon-arhimeda.-formula.-obschie-printsipyi.html

Сила давления жидкости на верхнюю грань кубика

2017-04-16
К стене бассейна плотно прижат (но не приклеен) кубик, полностью находящийся под водой и не касающийся дна. Между стенкой кубика и стеной бассейна вода не проникает, поэтому между ними действует сила сухого трения, коэффициент трения равен $mu$. Уровень воды в бассейне начинают медленно понижать до тех пор, пока ее уровень не опустится до верхней грани кубика. При какой плотности кубика он будет оставаться в покое все это время? Плотность воды ро, считайте, что кубик может двигаться только поступательно.
Пусть плотность кубика $rho > rho_$. Тогда сумма сил тяжести и Архимеда, равная $g( rho — rho_)a^$, стремится сместить кубик вниз. Этой силе противодействует сила сухого трения $mu N$, где $N$ — сила нормальной реакции стенки, равная силе давления воды на боковую грань кубика. Очевидно, что эта сила уменьшается с уменьшением уровня воды, в то время как сила Архимеда при этом не меняется. Поэтому достаточно рассмотреть предельный случай, когда уровень воды находится вровень с верхней гранью кубика. Поскольку давление воды линейно зависит от глубины, то для вычисления силы можно использовать среднее давление воды $rho ga/2$, тогда $N = rho g a^ /2$, и условие равновесия принимает вид
$g( rho — rho_) a^ leq mu rho_ ga^/2$, откуда $rho leq rho_ ( 1 + mu/2)$.
В случае $rho rho_ (1 — mu /2)$.
Ответ: $rho_ (1 — mu /2) leq rho leq rho_(1 + mu /2)$.
Комментарий: в действительности условие поступательного движения кубика выполняется не всегда. В случае очень легкого либо очень тяжелого кубика он начнет вращаться раньше, чем скользить вдоль стенки. Точный расчет (требующий вычисления интеграла вида $int x^ dx$ для определения момента силы давления на боковую поверхность) показывает, что указанное в задаче неравенство действительно соответствует нахождению кубика в покое только при $mu < 2/3$.

http://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-2868

Гидростатика

В полый куб с ребром [i]a налита доверху жидкость плотностью ?. Определить силы, действующие на грани куба.
На дно действует сила ?ga 3 , на боковую грань 1 /2 ?ga 3 .
Сосуд, имеющий форму усеченного конуса с приставным дном, опущен в воду. Если в сосуд налить 200 г воды, то дно оторвется. Отпадет ли дно, если на него поставить гирю 200 г? налить 200 г масла? налить 200 г ртути?
Если сосуд сужается кверху, то гиря и ртуть не оторвут дно, а масло оторвет. Если сосуд сужается книзу, то наоборот.
В сосуд с водой вставлена трубка сечением S = 2 см 2 . В трубку налили 72 г масла (?м = 900 кг/м 3 ). Найти разность уровней масла и воды.
Ответ и решение
Согласно условию равновесия неоднородных жидкостей в сообщающихся сосудах:
.

.
. (1)
Чтобы найти H, запишем выражение для массы масла в трубке:
,
. (2)
Окончательно, подставив (2) в (1), получим:
.
При подъеме груза массой m = 2 т с помощью гидравлического пресса была затрачена работа A = 40 Дж. При этом малый поршень сделал n = 10 ходов, перемещаясь за один ход на h = 10 см. Во сколько раз площадь большого поршня больше площади малого, если к. п. д. пресса равен 1.
В сообщающиеся сосуды диаметрами D1, и D2 налита вода. На сколько изменится уровень воды в сосудах, если положить кусок дерева массой m в первый сосуд? во второй? Плотность воды ?0.
В обоих случаях уровень воды увеличивается на
.
В колена U-образной трубки налиты вода и спирт, разделенные ртутью. Уровень ртути в обоих коленах одинаков. На высоте 24 см от уровня ртути колена соединены горизонтальной трубкой с краном.

Вначале кран закрыт. Определить высоту столба спирта h2 (?с = 800 кг/м 3 ), если высота столба воды h1 = 32 см. Что будет, если открыть кран? При каком расположении трубки при открывании крана будет сохраняться равновесие?
Льдина площадью поперечного сечения S = 1 м 2 и высотой H = 0,4 м плавает в воде. Какую работу надо совершить, чтобы полностью погрузить льдину в воду?
? 7,84 Дж.
В стакане плавает кусок льда. Изменится ли уровень воды, когда лед растает? Рассмотреть дополнительно случаи: 1) когда во льду находился пузырек воздуха; 2) когда во льду находилась свинцовая пластинка.
Лед вытесняет воду, вес которой равен весу льда. Когда лед растает, образуется такое же количество воды, поэтому уровень не изменится.
1) Тоже не изменится, т. к. массой воздуха можно пренебречь.
2) Понизится, т. к. объем воды, которая образуется, когда лед растает, вместе с объемом свинца будет меньше, чем в случае куска чистого льда того же веса.
Одна из бутылок наполнена водой, другая — ртутью. Потонет ли бутылка с водой, если ее опустить в воду? Потонет ли бутылка с ртутью, если ее опустить в ртуть?
Бутылка с водой потонет, а с ртутью — нет.
Прямоугольная коробочка из жести массой m = 76 г с площадью дна S = 38 см 2 и высотой H = 6 см плавает в воде. Определить высоту h надводной части коробочки.
Кастрюля емкостью 2 л доверху наполнена водой. В нее ставят тело объемом 0,5 л и массой 0,6 кг. Сколько воды вытечет из кастрюли?
Жестяная банка с грузом плавает на поверхности воды, налитой в сосуд. При этом уровень воды в сосуде равен H1. Больше или меньше H1 будет уровень H2, если груз из банки переложить на дно сосуда? Плотность груза больше плотности воды.
H2 станет меньше H1, поскольку груз будет вытеснять объем воды, равный своему объему, а находясь в жестяной банке, груз вытесняет объем воды, масса которого равна массе груза.
В сосуд с вертикальными стенками и площадью дна S налита жидкость с плотностью ?. На сколько изменится уровень жидкости в сосуде, если в него опустить тело произвольной формы массой m, которое не тонет?
В U-образной трубке сечением S налита жидкость с плотностью ?. На сколько поднимется уровень жидкости в правом колене трубки по отношению к первоначальному уровню, если в левое колено опустили тело массой m и плотностью ?1 3 .
Поскольку шар наполовину погружается в воду, то архимедова сила, действующая на шар, равна весу воды, объем которой равен половине объема шара. Объем шара складывается из искомого объема V и объема чугунной части шара, равного m/?. Таким образом, можно составить уравнение:
,
где ?0 плотность воды, откуда:
? 9360 см 3 .
На весах уравновешен сосуд с водой. Как изменится равновесие, если в воду целиком опустить подвешенный на нитке брусок размером 5x3x3 см 3 так, чтобы он не касался дна? Какой груз и на какую чашку надо положить, чтобы сохранить равновесие?
В соответствии с 3-м законом Ньютона, на чашку весов с сосудом с водой будет действовать сила, равная по модулю выталкивающей силе, действующей на брусок, но направленной в противоположную сторону. Таким образом, чтобы уравновесить весы, необходимо в противоположную чашку весов положить груз массой m = ?V = 45 г.
Алюминиевый и железный сплошные шары уравновешены на рычаге. Нарушится ли равновесие, если шары погрузить в воду? Рассмотреть два случая: а) шары одинаковой массы; б) шары одинакового объема.
Ответ: а) железный шар перевесит, поскольку на алюминиевый шар действует большая выталкивающая сила, чем на железный, так как объем алюминиевого шара больше объема железного шара такой же массы. б) железный шар перевесит, поскольку момент выталкивающей силы, действующей на алюминиевый шар, больше момента выталкивающей силы, действующей на железный шар, так как плечи рычага в этом случае не равны.
Вес куска железа в воде P = 1,67 H. Найти его объем Vж. Плотность железа ?ж = 7,8 г/см 3 .
Вес куска железа в воде равен разности веса куска железа вне воды и выталкивающей силы, действующей на него в воде:
,
= 25,1 см 3 .
Вес тела в воде в три раза меньше, чем в воздухе. Какова плотность материала тела?
Вес тела в воде равен разности веса тела вне воды и выталкивающей силы, действующей на него в воде:
,
,
,
= 1500 кг/м 3 .
Брусок дерева плавает в воде. Как изменится глубина погружения бруска в воде, если поверх воды налить масло?
Уменьшится, поскольку увеличится давление на нижнюю грань бруска дерева.
Некоторое тело плавает на поверхности воды в закрытом сосуде. Как изменится глубина погружения тела, если накачать воздух в сосуд?
Ответ: не изменится, если сжимаемость тела такая же, как и у воды. Если сжимаемость тела больше, чем у воды, то глубина увеличится. Если сжимаемость тела меньше, чем у воды, то глубина погружения тела уменьшится.
Один конец нити закреплен на дне, а второй прикреплен к пробковому поплавку. При этом 0,75 всего объема поплавка погружено в воду. Определить силу натяжения нити F, если масса поплавка равна 2 кг и плотность пробки 0,25 г/см 3 . Массой нити пренебречь.
Сила натяжения нити равна разности архимедовой силы и веса пробки:
,
Вынесем mg за скобки:
.
Подставив числовые значения, получим F ? 40 H.
На крюке динамометра висит ведерко. Изменится ли показание динамометра, если ведерко наполнить водой и погрузить в воду?
Уменьшится на величину веса воды, вытесняемой стенками и дном ведра.
Сосуд, предельно наполненный водой, висит на динамометре. Изменится ли показание динамометра, если в воду опустить гирю, подвешенную на нити, не касаясь дна?
Не изменится, поскольку вес воды, которая выльется, равен силе, противодействующей архимедовой силе, действующей на гирю.
На рычажных весах уравновешены сосуд с водой и штатив с медной гирей массой m = 100 г (рисунок). Затем гиря, подвешенная на нити, опускается в воду. Как восстановить равновесие весов? Плотность меди ?м = 8,9 г/см 3 .
Тонкая однородная палочка шарнирно укреплена за верхний конец. Нижняя часть палочки погружена в воду, причем равновесие достигается тогда, когда палочка расположена наклонно к поверхности воды и в воде находится половина палочки. Какова плотность материала, из которого сделана палочка?
Два шарика радиусами r1 и r2, сделанные из материалов с плотностями ?1 и ?2, соединены невесомым стержнем длиной l. Затем вся система помещена в жидкость с плотностью ?, причем ? 3 ? Определить силы давления F1, и F2 на верхнюю и нижнюю грани кубика. Изменится ли глубина погружения кубика в воду при доливании масла?
Стальной кубик плотностью 7,8 г/см 3 плавает в ртути (плотность 13,6 г/см 3 ). Поверх ртути наливается вода так, что она покрывает кубик тонким слоем. Какова высота H слоя воды? Длина ребра кубика а = 10 см. Определить давление р на нижнюю грань кубика.
Кусок пробки весит в воздухе 0,147 Н, кусок свинца 1,1074 Н. Если эти куски связать, а затем подвесить к чашке весов и опустить в керосин, то показания весов будет 0,588 Н. Определить плотность пробки, учитывая, что плотность керосина 0,8 г/см 3 , а свинца 11,3 г/см 3 .
В сосуд с водой погружается открытый цилиндрический стакан: один раз дном вверх, а другой — дном вниз, на одну и ту же глубину. В каком из этих случаев работа, которую нужно совершить, чтобы погрузить стакан в воду, будет больше? Вода из сосуда не выливается и в стакан, погруженный дном вниз, не попадает.
Две одинаковые по массе оболочки шара — одна из эластичной резины, а вторая из прорезиненной ткани — наполнены одним и тем же количеством водорода и у Земли занимают равный объем. Который из шаров поднимется выше и почему, если водород из них выходить не может?
Во сколько раз изменится подъемная сила газа, наполняющего аэростат (дирижабль), если будет применяться гелий вместо водорода?
К динамометру подвешена тонкостенная трубка ртутного барометра. Что показывает динамометр? Будут ли изменяться его показания при изменении атмосферного давления?
Определить приближенно массу газовой оболочки, окружающей земной шар.
Г-образная трубка, длинное колено которой открыто, наполнена водородом. Куда будет выгнута резиновая пленка, закрывающая короткое колено трубки?
В трубе с сужением течет вода. В трубу пущен эластичный резиновый мячик. Как изменится его диаметр при прохождении узкой части трубы?
Тело, имеющее массу m = 2 кг и объем V = 1000 см 3 , находится в озере на глубине h = 5 м.
Какая работа должна быть совершена при его подъеме на высоту H = 5 м над поверхностью воды?
Равна ли совершенная при этом работа изменению потенциальной энергии тела? Объясните результат.
В водоеме укреплена вертикальная труба с поршнем таким образом, что нижний ее конец погружен в воду. Поршень, лежавший вначале на поверхности воды, медленно поднимают на высоту H = 15 м. Какую работу пришлось при этом совершить? Площадь поршня S = 1 дм 2 , атмосферное давление р = 101 кПа. Весом поршня пренебречь.
Подводная лодка находится на глубине h = 100 м. С какой скоростью через отверстие в корпусе лодки будет врываться струя воды? Сколько воды проникает за один час, если диаметр отверстия равен d = 2 см? Давление воздуха в лодке равно атмосферному давлению. Изменением давления внутри лодки пренебречь.
Из брандспойта бьет струя воды. Расход воды Q = 60 л/мин. Какова площадь поперечного сечения струи S1 на высоте h = 2 м над концом брандспойта, если вблизи него сечение равно S0 = 1,5 см 2 ?
Почему быстролетящая пуля пробивает в пустом пластмассовом стакане лишь два маленьких отверстия, а стакан, наполненный водой, разбивается при попадании пули вдребезги?

http://fizikazadachi.ru/mehanika/gidrostatika/

В воду погружён стеклянный кубик с ребром 10 см. Нижняя его грань находится на глубине 30 см. Рассчитайте силу давления действующую на: а) на

верхнюю грань кубика, б) на нижнюю грань кубика, в) на правую грань кубика, с) на левую грань кубика, е) что можно сказать о силе давления, которые действую на переднею и заднюю грани кубика? Найдите равнодействующую этих сил.

1) в воде давление передаётся без изменения по всем направлениям ; а) p= p*g*h=(30 см — 10 см)/100*10*1000=2000 Па б)p=p*g*h=1000*0.3*10=3000 Па в и г) давления равны, можно сосчитать p среднее p=p*g*h=1000*10*0.25=2500 Па

Другие вопросы из категории

Дано: m= 196 кг; V=125 м/с Найти Ек (кинетическая энергия)
начало решения есть. дальше нужно дорешать (
Ек= mV в квадр /2
Е= (196*10 в квадр) /2= 19600/2= 9800 Дж
Ек= кг* м в квадр/ с в кваадр= 1Н
.
m=150 г
t=-5 градусов
Найти:Q-?
ОТВЕТ ДОЛЖНО БЫТЬ 0,26 В
найдите в тексте слова,в корне которых есть орфограмма-проверяемая гласная.впишите их , подбирая проверочные слова и обозначая орфограмму .
обливая холодной водой босые ноги .

Читайте также

ребром 10 см, якщо його нагріти на 200 градусів Цельсія? По діях, з формулами, обов\’язково.
совершить, чтобы поднять куб на 10 см? еще на 10 см? еще на 10 см? изменением уровня воды в аквариуме можно пренебречь.
находится на глубине 10 900 м,плотность морской воды 1030 кг/м в кубе
одной из глубочайших морских впадин,которое находится на глубине 10 900м. Плотность морской воды 1 030 кг/м кубических. 3.Человек может опуститься на глубину до 9м. Вычислите давление воды на человека на этой глубине (плотность морской воды 1 030кг/м кубических)

http://fizika.neznaka.ru/answer/872495_v-vodu-pogruzen-steklannyj-kubik-s-rebrom-10-sm-niznaa-ego-gran-nahoditsa-na-glubine-30-sm-rasscitajte-silu-davlenia-dejstvuusuu-na-a-na/

Народна Освіта

Почему мяч, если его погрузить в воду и отпустить, выпрыгивает над поверхностью воды? Почему тяжелый камень, который на суше нельзя сдвинуть с места, можно легко поднять под водой? Почему корабль, севший на мель, самостоятельно не может всплыть? Попробуем разобраться.

Доказываем существование выталкивающей силы
Подвесим к коромыслу весов два одинаковых шара. Массы шаров равны, значит, весы будут уравновешены (рис. 27.1, а). Подставим под правый шар пустой сосуд (рис. 27.1, б). Затем нальем в сосуд воду и увидим, что равновесие весов нарушится (рис. 27.1, в), — некая сила пытается вытолкнуть шар из воды.
Откуда берется эта сила? Чтобы разобраться, рассмотрим погруженный в жидкость кубик. На него со всех сторон действуют силы гидростатического давления жидкости (рис. 27.2).
Силы гидростатического давления Е3 и Е4, действующие на боковые грани кубика, противоположны по направлению и равны по значению, так как площади боковых граней одинаковы и эти грани расположены на одинаковой глубине. Такие силы уравновешивают друг друга.
А вот силы гидростатического давления .71 и Е2, соответственно действующие на верхнюю и нижнюю грани кубика, друг друга не уравновешивают.
На верхнюю грань кубика действует сила давления Е. :
Аналогично на нижнюю грань кубика действует сила давления Е2:
Нижняя грань находится на большей глубине, чем верхняя (2 > й4), поэтому сила давления Е2 больше силы давления Е..

Равнодействующая этих сил равна разности значений сил F2 и Fl и направлена в сторону действия большей силы, то есть вертикально вверх.
По вертикали вверх на кубик, погруженный в жидкость, действует сила, обусловленная разностью давлений на его нижнюю и верхнюю грани, — выталкивающая сила:
На тело, помещенное в газ, тоже действует выталкивающая сила, но она значительно меньше выталкивающей силы, действующей на то же тело в жидкости, поскольку плотность газа намного меньше плотности жидкости.
Выталкивающую силу, которая действует на тело в жидкости или газе, называют также архимедовой силой (в честь древнегреческого ученого Архимеда (рис. 27.3), который первым указал на существование этой силы и вычислил ее значение).
Рассчитываем архимедову силу
Вычислим значение архимедовой (выталкивающей) силы для кубика, погруженного в жидкость (см. рис. 27.2).
Вы уже знаете, что архимедова сила равна разности сил давлений жидкости на нижнюю и верхнюю грани кубика:

Мы рассмотрели случай с кубиком, полностью погруженным в жидкость. Однако полученный результат выполняется для тела любой формы, а также в случаях, когда тело погружено в жидкость частично (для расчетов следует брать объем погруженной в жидкость части тела). Кроме того, результат справедлив и для газов.
А теперь сформулируем закон Архимеда:
На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, которая равна весу жидкости или газа в объеме погруженной части тела:
Архимедова сила приложена к центру погруженной части тела и направлена вертикально вверх(рис. 27.4).
Выясняем, всегда ли на тело, погруженное в жидкость, действует архимедова сила
Подвесим к динамометру камешек на нити. Динамометр покажет вес камешка. Подставим стакан с водой так, чтобы камешек оказался полностью погруженным в воду. Показание динамометра уменьшится. Кажется, что камешек «потерял» часть своего веса. Но никакой потери веса тела в жидкости не происходит: вес перераспределяется между подвесом (нитью) и опорой (жидкостью). Даже если архимедова сила, действующая на тело, достаточна, чтобы его удержать, и подвес не будет растянут, тело все равно не находится в состоянии невесомости, ведь оно давит на опору — жидкость.
Следует отметить: когда тело плавает, его вес распределяется на воду, окружающую всю поверхность тела. Поэтому во время плавания нам кажется, что мы потеряли вес. Такие комфортные условия поддержания тяжелого тела обусловили то, что в результате эволюции самые массивные существа на Земле живут в океане (рис. 27.5).
Именно архимедова сила помогает нам поднимать в воде тяжелые камни или другие предметы, ведь часть силы тяжести, действующей на эти тела, уравновешивается не силой наших рук, а выталкивающей силой.

Однако случается, что вода не помогает поднять тело, а наоборот — препятствует этому. Это происходит, если тело лежит на дне и плотно к нему прилегает. Вода не может попасть под нижнюю поверхность тела и помочь своим давлением поднять его. В таком случае, чтобы оторвать тело от дна, нужно преодолеть не только силу тяжести, действующую на тело, но и силу давления воды на верхнюю поверхность тела (рис. 27.6).
Данное явление может стать причиной трагедии: если подводная лодка опустится на глинистое дно и вытеснит из-под себя воду, всплыть сама она не сможет.
Учимся решать задачи
Задача. Однородный алюминиевый брусок массой 540 г полностью погружен в воду и не касается дна и стенок сосуда. Определите архимедову силу, действующую на брусок.
Анализ физической проблемы. Для вычисления архимедовой силы нужно знать плотность воды и объем бруска. Объем бруска определим по его массе и плотности. Плотности воды и алюминия узнаем из таблиц плотностей (с. 249). Задачу будем решать в единицах СИ.

На тело, находящееся в жидкости или газе, действует выталкивающая (архимедова) сила. Причина ее появления в том, что давление, которое оказывает жидкость или газ на верхнюю поверхность тела, отличается от давления, оказываемого на нижнюю поверхность тела.
Закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, которая направлена вертикально вверх и равна весу жидкости или газа в объеме погруженной части тела: Fарх = р#Уп.
1. Куда направлена сила, действующая со стороны жидкости или газа на тела, погруженные в них? 2. Какова причина возникновения выталкивающей силы? 3. Как еще называют выталкивающую силу? 4. Сформулируйте закон Архимеда. 5. Теряет ли вес тело, погруженное в жидкость или газ? Почему? 6. В каких случаях на тело, погруженное в жидкость, не действует выталкивающая сила? Почему?
1. Сравните выталкивающие силы, которые действуют на однородные шарики в следующих случаях:
а) одинаковые железные шарики в сосуде с водой (рис. 1);
б) одинаковые железные шарики в сосудах с разной жидкостью (рис. 2);
в) разные по размеру железные шарики в сосуде с водой (рис. 3);
г) одинаковые по размеру шарики, изготовленные из разных материалов, в сосуде с водой (рис. 4).
2. Чтобы оторвать подводную лодку от глинистого дна, водолазы прокапывают под лодкой туннели. Для чего это делается?
3. Стальной шар объемом 400 см 3 погружен в керосин. Определите архимедову силу, действующую на шар.
4. На шар, полностью погруженный в ртуть, действует архимедова сила 136 Н. Определите объем шара.
5. На алюминиевый брусок массой 2,7 кг, частично погруженный в воду, действует архимедова сила 2,5 Н. Какая часть бруска погружена в воду?
6. Каким будет показание динамометра, если подвешенный к нему груз массой 1,6 кг и объемом 1000 см 3 погрузить в воду?
7. Если подвешенный к динамометру брусок погружают в воду, то динамометр показывает 34 Н, если в керосин — 38 Н. Определите массу и плотность бруска.
8. Действует ли на искусственном спутнике Земли закон Паскаля? закон Архимеда?
9. На стальном тросе, жесткость которого 3 МН/м, равномерно поднимают со дна водоема затонувшую статую объемом 0,5 м 3 . Пока статуя находилась под водой, удлинение троса было равно 3 мм. Определите массу статуи. Сопротивлением воды пренебречь.
10. Одна из легенд, существовавших еще при жизни Архимеда, рассказывает о событии, которое предшествовало открытию закона, со временем получившего название «закон Архимеда». Воспользовавшись дополнительными источниками информации, выясните, что это за легенда. Можно ли считать, что изделие изготовлено из чистого золота, если его вес в воздухе равен 20 Н, а в воде — 18,7 Н?
«Танцующие изюминки». Подготовьте оборудование: высокий прозрачный сосуд, газированную воду, несколько изюминок. Проведите следующий опыт.
1. Наполните сосуд газированной водой.
2. Бросьте изюминки в воду (см. рисунок).
3. Наблюдайте за изюминками и пузырьками на их поверхности.
Что происходит с изюминками? Как изменяются количество и размеры пузырьков? Какие силы действуют на изюминки? Почему изюминки движутся?

http://narodna-osvita.com.ua/6768-vytalkivayuschaya-sila-v-zhidkostyah-i-gazah-zakon-arhimeda.html

Добавить комментарий

1serdce.pro
Adblock detector