Question

3. У вану з водою розміром 1.0×1.0 м занурити тіло. Рівень води в ванній зріс на 0.02 м. Визначіть виштовхування силу що діє на щанурене тіло.

Answer 1

Для вирішення задачі потрібно скористатися законом Архімеда: тіло, занурене в рідину, витісняє рідину об'ємом свого тіла. Виштовхувальна сила, що діє на занурене тіло, дорівнює вазі витісненої рідини.

Об'єм витісненої рідини дорівнює об'єму зануреного тіла, оскільки тіло повністю заміщує рідину. Об'єм зануреного тіла дорівнює об'єму води, який піднявся в ванні після занурення тіла. Тому об'єм витісненої рідини дорівнює площі основи ванни (1.0 м × 1.0 м) помноженому на висоту підняття рівня води (0.02 м):

V = 1.0 м × 1.0 м × 0.02 м = 0.02 м³

Тому виштовхувальна сила, що діє на занурене тіло, дорівнює вазі цієї витісненої рідини. Питома вага води дорівнює 1000 кг/м³. Тому маса витісненої води дорівнює:

m = ρV = 1000 кг/м³ × 0.02 м³ = 20 кг

Отже, виштовхувальна сила, що діє на занурене тіло, дорівнює вазі цієї витісненої рідини і дорівнює:

F = mg = 20 кг × 9.8 м/с² ≈ 196 Н

Відповідь: виштовхувальна сила, що діє на занурене тіло, дорівнює близько 196 Н.