Кубик из резины с ребром 10 см опускают в воду. каково отношение объёма кубика, находящегося под водой, к объёму кубика, находящегося над водой? плотность резины 0,8 г/см3.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Отношение объёма части кубика, находящейся под водой, к объёму части над водой составляет 4. 1. Условие плавания тела Согласно закону Архимеда, для плавающего тела сила тяжести уравновешивается выталкивающей силой. Это условие записывается следующим образом: Fg=FAcap F sub g equals cap F sub cap A mg=ρwatergVsubm center dot g equals rho sub w a t e r end-sub center dot g center dot cap V sub s u b end-subгде mm — масса кубика, gg — ускорение свободного падения, ρwaterrho sub w a t e r end-sub — плотность воды, а Vsubcap V sub s u b end-sub — объём погружённой части тела. 2. Определение доли погружённой части Массу кубика можно выразить через его плотность ρrubberrho sub r u b b e r end-sub и полный объём Vtotalcap V sub t o t a l end-sub как m=ρrubberVtotalm equals rho sub r u b b e r end-sub center dot cap V sub t o t a l end-sub. Подставив это в уравнение равновесия, получим зависимость погружённого объёма от плотностей: ρrubberVtotal=ρwaterVsubrho sub r u b b e r end-sub center dot cap V sub t o t a l end-sub equals rho sub w a t e r end-sub center dot cap V sub s u b end-sub VsubVtotal=ρrubberρwaterthe fraction with numerator cap V sub s u b end-sub and denominator cap V sub t o t a l end-sub end-fraction equals the fraction with numerator rho sub r u b b e r end-sub and denominator rho sub w a t e r end-sub end-fraction Учитывая, что плотность резины ρrubber=0,8 г/см3rho sub r u b b e r end-sub equals 0 comma 8 г/см cubed, а плотность воды ρwater=1 г/см3rho sub w a t e r end-sub equals 1 г/см cubed: VsubVtotal=0,81=0,8the fraction with numerator cap V sub s u b end-sub and denominator cap V sub t o t a l end-sub end-fraction equals the fraction with numerator 0 comma 8 and denominator 1 end-fraction equals 0 comma 8 Это означает, что погружённая часть составляет 0,80 comma 8 (или 80%80 %) от всего объёма кубика. 3. Расчёт искомого отношения Полный объём кубика складывается из погружённой ( Vsubcap V sub s u b end-sub) и надводной ( Vabovecap V sub a b o v e end-sub) частей: Vtotal=Vsub+Vabovecap V sub t o t a l end-sub equals cap V sub s u b end-sub plus cap V sub a b o v e end-subСледовательно, надводная часть составляет: Vabove=Vtotal0,8Vtotal=0,2Vtotalcap V sub a b o v e end-sub equals cap V sub t o t a l end-sub minus 0 comma 8 cap V sub t o t a l end-sub equals 0 comma 2 cap V sub t o t a l end-subДля нахождения искомого отношения разделим погружённый объём на надводный: VsubVabove=0,8Vtotal0,2Vtotal=0,80,2=4the fraction with numerator cap V sub s u b end-sub and denominator cap V sub a b o v e end-sub end-fraction equals the fraction with numerator 0 comma 8 cap V sub t o t a l end-sub and denominator 0 comma 2 cap V sub t o t a l end-sub end-fraction equals the fraction with numerator 0 comma 8 and denominator 0 comma 2 end-fraction equals 4 Ответ Отношение объёма кубика под водой к объёму над водой равно 4. Хотите узнать, как изменится это отношение, если вместо пресной воды использовать солёную или другую жидкость?

Форма ответа

Ваш аватар