Решите задачу по физике Куб, сделанный из материала плотностью ρ2 = 2 г/см3, плавает в воде плотностью = 1 г/см3. Внутри куба имеется воздушная полость неизвестного объема. Чтобы вытащить куб из воды целиком, к нему необходимо приложить силу F1 = 26 Н, а чтобы его полностью погрузить в воду - силу F2 = 50 Н, направленную вниз. Пренебрегая массой воздуха внутри полости, определите ее объем.
Для решения этой задачи воспользуемся законом Архимеда.
Пусть V1 - объем куба, V2 - объем воздушной полости внутри куба, m - масса куба. Тогда объем воды, вытесненной кубом при его погружении в воду, равен V1 + V2, а масса этой воды равна m.
Поднимая куб из воды, применяем силу F1 и создаем вес куба P1 = mg, где g - ускорение свободного падения. С учетом закона Архимеда, получаем уравнение: P1 - F1 = V1ρ2*g
Погружая куб в воду, применяем силу F2 и создаем вес куба P2 = mg. Также учитываем закон Архимеда: P2 + F2 = V1ρ1*g
Сравниваем уравнения (1) и (2): P1 - F1 = V1ρ2g P2 + F2 = V1ρ1g
Для решения этой задачи воспользуемся законом Архимеда.
Пусть V1 - объем куба, V2 - объем воздушной полости внутри куба, m - масса куба. Тогда объем воды, вытесненной кубом при его погружении в воду, равен V1 + V2, а масса этой воды равна m.
Поднимая куб из воды, применяем силу F1 и создаем вес куба P1 = mg, где g - ускорение свободного падения. С учетом закона Архимеда, получаем уравнение:
P1 - F1 = V1ρ2*g
Погружая куб в воду, применяем силу F2 и создаем вес куба P2 = mg. Также учитываем закон Архимеда:
P2 + F2 = V1ρ1*g
Сравниваем уравнения (1) и (2):
P1 - F1 = V1ρ2g
P2 + F2 = V1ρ1g
mg - F1 = V1ρ2g
mg + F2 = V1ρ1g
m = V1ρ2
m = V1ρ1
V1ρ2g - F1 = V1ρ2g
V1ρ1g + F2 = V1ρ1g
V1ρ2g - F1 = V1ρ2g
V1ρ1g + F2 = V1ρ1g
F1 = F2
F1 = 26 Н
F2 = 50 Н
V1 = (F2 - F1)/(ρ1 - ρ2)g
V1 = (50 - 26)/(1 - 2)9.8
V1 = 242 куб.см
Объем воздушной полости V2 = V1 - V1
V2 = 242 - 125
V2 = 117 куб.см
Ответ: объем воздушной полости внутри куба равен 117 куб.см.