Архимедова сила — выталкивающая сила, равная весу газа или жидкости в объёме погружённой части тела.
Опыт. Нам понадобятся ёмкость с ручкой и груз в форме цилиндра.
- Растяжение пружины динамометра отметим стрелкой на штативе (рис. (A)), она показывает вес тела в воздухе.
- Подставим сосуд, наполненный жидкостью, до уровня отливной трубки (рис. (B)) и поместим в него цилиндр.
- После погружения цилиндра вода выливается в мерный стакан. Её объём равен объёму цилиндрического груза (рис. (B)).
- Стрелка динамометра поднимается вверх, растяжение пружины уменьшается, что соответствует уменьшению веса тела в жидкости (рис. (C)). В этом случае на цилиндр действует сила тяжести и сила Архимеда, направленная вверх.
- Если в ведёрко вылить вытесненную из отливного стаканчика жидкость, то стрелка динамометра возвратится в начальное положение (рис. (D)).
Вывод: выталкивающая сила, действующая на погружённое в жидкость тело, равна весу жидкости, вытесненной этим телом.
Сила, выталкивающая тело из газа, также равна весу газа, взятого в объёме тела. Это и есть закон Архимеда.
Формулу можно записать в другом виде.
Выразим массу жидкости, вытесняемую телом, через её плотность и объём тела, погружённого в жидкость, тогда получим:
Согласно полученной формуле, на тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила (сила Архимеда), равная произведению плотности жидкости, ускорения свободного падения и объёма тела (или той его части, которая погружена в жидкость).
Эта формула позволяет рассчитать выталкивающую силу для тела, находящегося в газе. В этом случае плотность жидкости заменяют плотностью газа.
Экзотические единицы длины
Следующий уникальный калькулятор служит для перевода экзотических единиц длины в…
Чей фунт тяжелее?
Следующий онлайн калькулятор о фунтах. Ранее он был очень популярен,…
Уровень жидкости в наклоненном цилиндрическом баке
Следующий онлайн калькулятор может вычислить уровень жидкости в цилиндрической таре…
Температурные шкалы
Следующий онлайн калькулятор переводит температуры между разными шкалами.
Помните калькулятор…
Старинные русские деньги
Следующий калькулятор интересен тем, что он переводит древние российские денежные…
Соответствие размеров обуви
Следующий калькулятор будет очень полезен тем, кто решил купить или…
Системы измерения плоских углов
Следующий калькулятор работает очень просто, вам нужно ввести всего одно…
Рост в русской системе мер
Следующий онлайн калькулятор считает рост человека благодаря русской системе мер…
Размер экрана
Следующий онлайн калькулятор может вычислить габариты экрана телевизоров, компьютеров, проекторов,…
Размер снимка в пикселях и формат фотографии
Перед вами 2 калькулятора: один поможет вам подобрать формат снимков…
Перевод числа плиток в единицы площади и обратно
Следующие 2 калькуляторы переводят заданное число плиток в квадратные метры…
Перевод мер площади из метрической в английскую систему и обратно
Перед вами 2 онлайн-калькулятора. Они переводят меры площади из метрической…
Перевод мер длины из русской системы в метрическую и обратно
Следующий необычный калькулятор переводит меры длины из русской системы в…
Перевод мер длины из метрической в имперскую систему и обратно
Перед вами 2 калькулятора, которые предназначены для перевода мер длины…
Перевод кельвинов в градусы цельсия
Следующий простенький калькулятор переводит введенную вами toC из кельвинов в…
Перевод из фунтов в килограммы и обратно
Следующий калькулятор предназначен для перевода кг в фунты. Также есть…
Перевод из фунтов в дюймы
Следующий онлайн калькулятор переводит калибр древних артиллерийских орудий из фунтов…
Перевод из градусов Фаренгейта в градусы Цельсия
Давайте вспомним калькулятор, который переводит градусы Цельсия в градусы Фаренгейта:…
Перевод дробных чисел из одной системы счисления в другую
Как вы уже могли заметить на нашем сайте есть несколько…
Перевод градусов Цельсия в градусы Фаренгейта
Следующий уникальный калькулятор переводит градусы Цельсия в градусы Фаренгейта. Наверное,…
Перевод градусов минут и секунд в десятичные градусы и обратно
Следующий калькулятор умеет переводить значение угла, которое задано в градусах,…
Перевод градусов в радианы
Следующий калькулятор делает перевод единиц измерения углов из градусов, минут,…
Объем сегмента цилиндра
Следующий калькулятор делает расчет объема сегмента цилиндра. Давайте посмотрим каким…
Объем жидкости в наклоненном цилиндрическом баке
Следующий онлайн-калькулятор считает объем жидкости в бочке, которая имеет цилиндрическую…
Общее время наработки аппарата
Следующий калькулятор служит для детального подсчета суммарной работы аппарата.
Вам…
Сочетание цветов
Перед вами отличный помощник для IT специалистов. С помощью данного…
О римских цифрах
Следующий калькулятор переводит числа, записанные римскими цифрами в простые десятичные…
Метров в секунду и километров в час
Следующий калькулятор переводит скорость из м/с в км/час. Часто при…
Конвертер единиц давления
Начнем с истории. В 17 веке итальянским ученым Торричелли было…
Калькулятор горловины для цилиндрического бака
Следующий онлайн-калькулятор рассчитывает параметры горловины для цилиндрического бочки.
Все работает…
Задачи на силу Архимеда с решениями
Формулы, используемые на уроках «Задачи на силу Архимеда», «Сообщающиеся сосуды».
Название величины |
Обозначение |
Единица измерения |
Формула |
Объем тела |
V |
м3 |
Vт = FA / pg |
Плотность жидкости |
p |
кг/м3 |
pж = FA / (Vg) |
Сила Архимеда |
FA |
Н |
FA = pж Vт g |
Постоянная |
g ≈ 10 Н/кг |
Н/кг |
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1.
Тело объемом 2 м3 погружено в воду. Найдите архимедову силу, действующую на тело.
Задача № 2.
Определить выталкивающую силу, действующую на деревянный плот объемом 12 м3, погруженный в воду на половину своего объема.
Задача № 3.
Каков объем железобетонной плиты, если в воде на нее действует выталкивающая сила 8000 Н?
Задача № 4.
Какую силу надо приложить, чтобы удержать под водой бетонную плиту, масса которой 720 кг?
Задача № 5.
Какую высоту должен иметь столб нефти, чтобы уравновесить в сообщающихся сосудах столб ртути высотой 16 см?
Задача № 6.
Вес тела в воздухе равен 26 кН, а в воде — 16 кН. Каков объем тела?
Задача № 7.
Какую силу нужно приложить, чтобы удержать в воде кусок гранита объемом 40 дм3?
Задача № 8.
Определите объем куска меди, который при погружении в керосин выталкивается силой 160 Н.
Задача № 9 (повышенной сложности).
Медный шар в воздухе весит 1,96 Н, а в воде 1,47 Н. Сплошной этот шар или полый?
Задача № 10 (повышенной сложности).
Рассчитайте, какой груз сможет поднять шар объемом 1 м3, наполненный водородом. Какой примерно объем должен иметь шар с водородом, чтобы поднять человека массой 70 кг? (Вес оболочки не учитывать.)
Задача № 11.
Деревянный цилиндр плавает на поверхности воды так, что он погружен в воду на 90%. Какая часть цилиндра будет погружена в воду, если поверх воды налить слой масла, полностью закрывающий цилиндр? Плотность масла 800 кг/м3.
Дано: V – объем цилиндра (V = Sh); h – высота цилиндра; S – площадь основания цилиндра; V1 – объем цилиндра, погруженного в масло (V1 = V – V2 = Sh1); h1 – высота части цилиндра, погруженной в масло; V2 – объем цилиндра, погруженного в воду после добавления масла; рв – плотность воды (1000 кг/м3); рм – плотность масла (800 кг/м3)
Найти: (h – h1) / h — ?
Решение. F – сила, выталкивающая цилиндр из воды до добавления масла F = 0,9pвgV
F1 – сила, выталкивающая цилиндр из масла F1 = pмgV1
F2 – сила, выталкивающая цилиндр из воды после добавления масла F2 = pвgV2
Баланс сил: F – F1 = F2
0,9pвgV – pмgV1 = pвgV2 V1 = V – V2 ⇒ 0,9pвV – pм(V – V2) = pвV2
V(0,9pв – pм) = V2(pв – pм) V = Sh; V1 = Sh1 ⇒
Ответ: 1/2 часть цилиндра будет погружена в воду (50%).
Задача № 12.
Плоская льдина плавает в воде, выступая над уровнем воды на 3 см. Человек массой 70 кг зашел на льдину. В результате, высота выступающей части над льдиной уменьшилась в 3 раза. Найти площадь льдины.
Ответ: 3,5 м3.
Теория для решения задач.
Давление жидкости на покоящееся в ней тело называют гидростатическим давлением. Гидростатическое давление на глубине h равно р = ратм + p*g*h
Закон Паскаля. Жидкость и газ передают оказываемое на них давление во всех направлениях одинаково.
Конспект урока «Задачи на силу Архимеда с решениями».
Следующая тема: «Задачи на механическую работу».
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