Нахождение погруженного в жидкость объема тела через силу Архимеда
Задача обратная задаче расчета силы Архимеда, по известной силе Архимеда найти объем тела.
Задача обратная задаче расчета силы Архимеда см. Сила Архимеда, по известной силе Архимеда найти объем тела, погруженный в воду.
Поскольку сила Архимеда нам известна и соответствует она объему вытесненной жидкости — то есть, той части объема тела, которая погрузилась в воду, — калькулятор получается в одно действие:
Нахождение объема тела через силу Архимеда
Ускорение св. падения, м/с2
Ускорение свободного падения, м/с2
Точность вычисления
Знаков после запятой: 6
Ссылка скопирована в буфер обмена
Похожие калькуляторы
- • Сила Архимеда
- • Уравнение Клапейрона-Менделеева. Связь между числом молей газа, его температурой, объемом и давлением.
- • Закон Ома
- • Закон Кулона
- • Давление на поверхность
- • Раздел: Физика ( 52 калькуляторов )
PLANETCALC, Нахождение погруженного в жидкость объема тела через силу Архимеда
Timur2020-11-03 14:19:33
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Возможно, вы уже знаете, как вычислить объем куба или конуса, подставив необходимые значения в формулы. Но каков объем вилки или игрушечного автомобиля? Объем таких предметов можно вычислить при помощи емкости с водой. Или же попытайтесь мысленно разбить предмет на правильные геометрические фигуры, вычислите их объемы и сложите полученные результаты.
-
1
Убедитесь, что тело является водонепроницаемым, так как описанный метод подразумевает погружение тела в воду. Если тело полое или в него может проникнуть вода, то вы не сможете точно определить его объем, используя этот метод. Если тело поглощает воду, убедитесь, что вода не повредит его. Не погружайте в воду электрические или электронные предметы, так как это может привести к поражению электрическим током и/или к повреждению самого предмета.[1]
- Если возможно, запечатайте тело в водонепроницаемый пластиковый пакет (предварительно выпустив из него воздух). В этом случае вы вычислите довольно точное значение объема тела, так как объем пластикового пакета, скорее всего, будет небольшим (по сравнению с объемом тела).
-
2
Найдите емкость, в которой помещается тело, объем которого вы вычисляете. Если вы измеряете объем небольшого предмета, воспользуйтесь мерным стаканом с нанесенной градуировкой (шкалой) объема. В противном случае найдите емкость, объем которой можно легко вычислить, например, емкость в форме прямоугольного параллелепипеда, куба или цилиндра (стакан тоже можно рассматривать как емкость цилиндрической формы).
- Возьмите сухое полотенце, чтобы положить на него тело, вытащенное из воды.
-
3
Наполните емкость водой так, чтобы в нее можно было полностью погрузить тело, но при этом оставьте достаточно места между поверхностью воды и верхней кромкой емкости. Если основание тела имеет неправильную форму, например, закругленные нижние углы, заполните емкость так, чтобы поверхность воды достигала часть тела правильной формы, например, прямые прямоугольные стенки.[2]
-
4
Отметьте уровень воды. Если емкость с водой прозрачная, отметьте ее уровень с внешней стороны емкости при помощи водостойкого маркера. В противном случае отметьте уровень воды с внутренней стороны емкости, используя цветную клейкую ленту.
- Если вы используете мерный стакан, то отмечать ничего не нужно. Просто запишите уровень воды согласно градуировке (шкале) на стакане.[3]
- Если вы используете мерный стакан, то отмечать ничего не нужно. Просто запишите уровень воды согласно градуировке (шкале) на стакане.[3]
-
5
Погрузите тело полностью в воду. Если оно поглощает воду, подождите по крайней мере тридцать секунд, а затем вытащите тело из воды. Уровень воды должен опуститься, так как часть воды находится в теле. Удалите отметки (маркер или клейкую ленту) о предыдущем уровне воды и отметьте новый уровень. Затем еще раз погрузите тело в воду и оставьте его там.
-
6
Если тело плавает, прикрепите к нему тяжелый предмет (в качестве грузила) и продолжите вычисления с ним. После этого повторите вычисления исключительно с грузилом, чтобы найти его объем. Затем вычтите объем грузила из объема тела с прикрепленным грузилом и вы найдете объем тела.
- При вычислении объема грузила прикрепите к нему то, чем вы крепили грузило к рассматриваемому телу (например, ленту или булавки).
-
7
Отметьте уровень воды с погруженным в нее телом. Если вы используете мерный стакан, запишите уровень воды согласно шкале на стакане. Теперь вы можете вытащить тело из воды.[4]
Вероятно, не стоит оставлять предмет под водой более чем на пару минут, поскольку в противном случае вода может негативно сказаться на нем. -
8
Знайте, почему этот метод работает. Изменение объема воды равно объему тела неправильной формы. Способ измерения объема тела с помощью емкости с водой основан на том, что при погружении тела в жидкость объем жидкости с погруженным в нее телом увеличивается на величину объема тела (то есть тело вытесняет объем воды, равный объему этого тела).[5]
В зависимости от формы используемой емкости с водой существуют различные способы вычисления объема вытесненной воды, который равен объему тела. -
9
Найдите объем, используя мерную шкалу стакана. Если вы использовали емкость с мерной шкалой, то у вас уже должны быть записаны два значения уровня воды (ее объема). В этом случае из значения объема воды с погруженным в нее телом вычтите значение объема воды до погружения тела. Вы получите объем тела.[6]
-
10
Найдите объем, используя емкость прямоугольной формы. Если вы использовали емкость в форме прямоугольного параллелепипеда, измерьте расстояние между двумя метками (уровень воды до погружения тела и уровень воды после погружения тела), а также длину и ширину емкости с водой. Объем вытесненной воды найдите посредством перемножения длины и ширины емкости, а также расстояния между двумя метками (то есть вы вычисляете объем небольшого прямоугольного параллелепипеда). Вы получите объем тела.
- Не измеряйте высоту емкости с водой. Измерьте только расстояние между двумя метками.
- Используйте онлайн-калькулятор, чтобы вычислить объем прямоугольного параллелепипеда.
-
11
Найдите объем, используя емкость в форме цилиндра. Если вы использовали емкость в форме цилиндра, измерьте расстояние между двумя метками (уровень воды до погружения тела и уровень воды после погружения тела), а также диаметр цилиндра. Затем разделите диаметр на 2, чтобы вычислить радиус. Объем вытесненной воды, а значит и объем тела, найдите по формуле (то есть вы вычисляете объем небольшого цилиндра):
- V = πr2h, где π ≈ 3,14; r – радиус цилиндра; h – расстояние между двумя метками.
- Посредством этой формулы вы вычислите объем вытесненной воды, а значит и объем тела.
- Используйте этот онлайн-калькулятор, чтобы вычислить объем цилиндра.
Реклама
-
1
Если возможно, мысленно разбейте тело, объем которого необходимо найти, на правильные геометрические фигуры. В описании тела может быть скрыта подсказка, например, дано тело кубической формы с конусовидной вершиной.[7]
- Рассмотрите данное тело с разных сторон, чтобы определить, как разбить его на правильные геометрические фигуры, которые должны быть разными (например, на куб и конус).[8]
- Рассмотрите данное тело с разных сторон, чтобы определить, как разбить его на правильные геометрические фигуры, которые должны быть разными (например, на куб и конус).[8]
-
2
Запишите значения, необходимые для вычисления объема фигур. Чтобы найти объем куба, прямоугольного параллелепипеда или пирамиды необходимо знать длину, ширину и высоту. Чтобы найти объем цилиндра или конуса, вы должны знать радиус и высоту. Нарисуйте фигуры, на которые вы разбили данное вам тело, и запишите значения соответствующих величин.
- Если в задаче дан диаметр, разделите его на 2 и получите радиус.
- Возможно, вам придется проделать дополнительные вычисления. Например, высота тела кубической формы с конусовидной вершиной равна 30 единиц, а высота кубической части этого тела равна 20 единиц. Здесь не дана высота конусовидной части тела. Но ее можно найти, вычтя высоту кубической части от общей высоты тела: 30 единиц — 20 единиц = 10 единиц.
-
3
Вычислите объем каждой фигуры, на которые вы разбили данное вам тело, при помощи формул. Запишите результат каждого вычисления.[9]
- Для получения информации о вычислении объема правильных геометрических фигур прочитайте эту статью.
-
4
Сложите полученные результаты. После того как вы вычислили объем каждой фигуры, на которые вы разбили данное вам тело, сложите полученные результаты и вы найдете объем данного вам тела.
Реклама
Советы
- Если емкость для воды впитывает ее, заполните емкость небольшими одинаковыми предметами, объем которых можно легко вычислить (например, детскими кубиками). Подсчитайте количество этих предметов, необходимое для заполнения всей емкости, а затем умножьте это количество на объем одного предмета. Вы найдете приблизительное значение объема емкости для воды.
Реклама
Предупреждения
- Как правило, отметку водостойким маркером очень сложно удалить (с любой поверхности).
- Предметы с металлическими частями могут покрыться ржавчиной при их погружении в воду.
Реклама
Что вам понадобится
- Вода
- Тело, объем которого необходимо найти
- Емкость для воды (в форме цилиндра или прямоугольного параллелепипеда)
- Рулетка или линейка
- Полотенце
- Маркер или цветная клейкая лента
Об этой статье
Эту страницу просматривали 72 724 раза.
Была ли эта статья полезной?
24 задание ОГЭ 2020 физика
Сплошной кубик с ребром 20 см плавает на границе раздела воды и керосина (см. рис.). Плотность вещества, из которого изготовлен кубик, равна 850 кг/м3. Слой керосина располагается выше, чем верхняя поверхность кубика. Определите, на сколько кубик погружен в воду.
Разбор задания
Дано:
hкуб = 20 см = 0,2 м
ρк = 800 кг/м3
ρв = 1000 кг/м3
ρкуб = 850 кг/м3
Найти:
hв = ?
Решение:
второй закон Ньютона
mg = FA1 + FA2
где
FA1 = ρвgVв
где
Vв = hвS — объем части кубика, погруженной в воду
FA2 = ρкgVк
где
Vк = hкS — объем части кубика, погруженной в керосин
тогда условие плавания кубика
ρкубghкубS = ρвghвS + ρкghкS
где
hк = hкуб − hв
ρкубghкубS = ρвghвS + ρкghкубS − ρкghвS
hкуб(ρкуб − ρк) = hв(ρв − ρк)
hв = hкуб(ρкуб − ρк)/(ρв − ρк)
hв = 0,2 м ⋅ (850 кг/м3 − 800 кг/м3)/1000 кг/м3 − 800 кг/м3 = 0,05 м = 5 см
Ответ:
5 см
Опубликовано: 20.02.2020
Обновлено: 20.02.2020
а = 10 см = 0,1 м.
ρв = 1000 кг/м^3.
ρр = 0,8 г/см^3 = 800 кг/м^3.
g = 9,8 м/с^2.
Vпод/Vнад — ?
Переведем плотность резины ρр в единицы измерения международной системы СИ.
1 г = 1 *10^-3 кг, 1 см^3 = 1 *10^-6 м^3.
ρр = 0,8 г/см^3 = 0,8 *10^-3 кг/ 1 *10^-6 м^3 = 0,8 *10^3 кг/м^3.
Условие равновесия
Так как кубик находится в состоянии равновесия, то, согласно 1 закону Ньютона, действие на него сил скомпенсированы. На кубик действуют всего 2 силы: сила тяжести Fт и выталкивающая сила Архимеда Fарх.
Fт = Fарх.
Сила тяжести
Сила тяжести Fт, которая действует на кубик, направленная вертикально вниз.
Сила тяжести Fт определяется формулой: Fт = m *g, где
- m — масса кубика;
- g — ускорение свободного падения.
Массу кубика m найдем по формуле: m = ρр *V, где
- ρр — плотность резины;
- V — объем кубика.
Объем куба V определяется формулой: V = а^3, где а — ребро куба.
Формула для определения силы тяжести Fт будет иметь вид: Fт = ρр *а^3 *g.
Сила Архимеда
Выталкивающая сила Архимеда определяется формулой: Fарх = ρв *g* Vпод, где
- ρв — плотность жидкости, в которое погружено тело;
- g — ускорение свободного падения;
- Vпод — объем погруженной части тела в жидкость.
Запишем значение сил в условие равновесия кубика.
ρр *а^3 *g = ρв *g* Vпод.
Выразим объем части кубика, которая находится под водой.
Vпод = ρр *а^3 *g /ρв *g = ρр *а^3 /ρв .
Vпод = 800 кг/м^3 *(0,1 м)^3 / 1000 кг/м^3 = 0,8 *10^-3 м ^3.
Объем части кубика Vнад, которая находится над водой, будет определятся формулой: Vнад = V — Vпод = а^3 — Vпод.
Vнад = (0,1 м)^3 — 0,8 *10^-3 м ^3 = 0,2 *10^-3 м ^3.
Найдем отношение: Vпод/Vнад = 0,8 *10^-3 м ^3 /0,2 *10^-3 м ^3 = 4.
Ответ: объем подводной части кубика Vпод в 4 раза больше надводной части кубика Vнад: Vпод/Vнад = 4.
Как найти объем тела?
Объем (V) физического тела любой формы можно определить, если знать его массу (m) и среднюю плотность материала (p) — эти две величины надо перемножить: V=m∗p.
Как найти объем с помощью воды?
V = πr2h, где π ≈ 3,14; r – радиус цилиндра; h – расстояние между двумя метками. Посредством этой формулы вы вычислите объем вытесненной воды, а значит и объем тела.
Как найти объем по весу?
Вес можно рассчитать по формуле: m=V*p, где р – плотность, V – объем материала. Например, 10 м3 речного песка весят 13 тонн. Если известна масса материала, то объем можно узнать по формуле: V = m/ p.
Чему равен объем погруженной части тела?
= m ⋅ g = ρ тела ⋅ V всего тела ⏟ ∥ m ⋅ g . Отношение объёма погруженной части тела к полному объёму тела равно отношению плотности тела к плотности жидкости.
Как найти объем в физике 7 класс?
Объём тела вычисляют по формулам: Для прямоугольного параллелепипеда: объём = длина ⋅ ширина ⋅ высота . Если длина равна l 1 , ширина l 2 , высота l 3 , тогда объём будет V = l 1 ⋅ l 2 ⋅ l 3 .
Как найти массу тела по его весу?
Получится m = P/g. Подставьте известные значения: m = 549/9,8 = 56 кг. Вы решили задачу. Ответ: масса тела, которое весит 549 Н (на поверхности Земли) равна 56 кг, или m = 56 кг.
Как определить объем погруженного тела?
Согласно закону Архимеда, объем тела, погруженного в воду равен объему вытесненной им воды. Чтобы определить таким образом объем цилиндра, нужно взять мерный стакан с водой со шкалой объема. Определить по шкале первоначальный объем воды — V1. Затем погружаем цилиндр в воду и отмечаем объем воды после погружения — V2.
Как найти вес и массу?
1 Часть 1 из 4: Вычисление веса
- Так как вес является силой, X Источник информации эту формулу можно записать и как F = mg.
- P или F — соответственно, вес или сила (измеряется в ньютонах, Н).
- m — масса тела (измеряется в килограммах, кг).
- g — ускорение свободного падения (измеряется в метрах на секунду в квадрате, м/с2).
Как найти вес жидкости формула?
Вес тела направлен вниз. Архимедова сила: F А = m ж ⋅ g . Сила направлена вверх. Вес тела в жидкости: P 1 = P − F А = mg − m ж g .
Что такое выталкивающая сила 4 класс?
На тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа в объёме погружённой части тела. Эта выталкивающая сила и называется силой Архимеда. У нас вы сможете учиться в удобном темпе, делать упор на любимые предметы и общаться со сверстниками по всему миру.
Чему равна выталкивающая сила?
Закон Архимеда: Выталкивающая сила равна силе тяжести жидкости (или газа) вытесненной телом.
Как определить объем 7 класс?
Объём тела вычисляют по формулам: Для прямоугольного параллелепипеда: объём = длина ⋅ ширина ⋅ высота . Если длина равна l 1 , ширина l 2 , высота l 3 , тогда объём будет V = l 1 ⋅ l 2 ⋅ l 3 .
Как найти объем по формуле?
Для вычисления объема прямоугольных фигур (прямоугольный параллелепипед, куб) используйте формулу: объем = L × W × H (длину умножить на ширину умножить на высоту). Эту формулу можно рассматривать как произведение площади поверхности одной из граней фигуры на ребро, перпендикулярное этой грани. = 30.
Как найти вес подвижного тела?
P=m(g-a) — вес тела в случае, когда вектор ускорения совпадает по направлению с вектором ускорения свободного падения. В этом случае сила веса по модулю меньше силы тяжести.
Как найти массу зная вес и объём?
Исходя из определения, d=m/V, гдеm – масса предмета (кг),V — его объем (м3). Как видно из формулы, плотность вещества – это масса единицы его объема. 3.
Как найти объем цилиндра?
Чтобы определить объем цилиндра по радиусу, необходимо произвести расчет по формуле:
- V = π·r²·h.
- π — константа равная (3.14);
В чем измеряется объем?
| Объём | |
|---|---|
| Размерность | L3 |
| Единицы измерения | |
| СИ | м3 |
| СГС | см3 |