Для решения этих задач потребуется не только условие плавания, но и знание газовых законов. Задачи несложные, “изюминки” я в них не нашла.
Задача 1. Однородное тело массой кг, утонувшее в жидкости плотностью
кг/м
, давит на дно с силой
Н. Какая часть
этого тела погружена в воду, когда оно плавает на ее поверхности? Плотность воды равна
кг/м
. В расчетах принять
м/с
.
Сила тяжести равна Н. Таким образом, раз тело давит на дно с силой 1 Н, то сила Архимеда равна 9 Н (может быть, тело неправильной формы и жидкость попадает под него). Это позволяет найти объем тела, так как известно, что оно утонуло.
Теперь рассмотрим плавание тела в воде. Условие плавания:
Определим, какую часть объема составляет погруженная часть:
Ответ: 0,9
Задача 2. Воздушный шар с эластичной оболочкой у поверхности земли при нормальном атмосферном давлении и температуре
испытывает архимедову силу
. Найдите действующую на него архимедову силу
на некоторой высоте
, где давление атмосферы
, а ее температура
. Газ из воздушного шара не вытекает. Давлением, обусловленным кривизной оболочки, пренебречь.
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для шара у земли:
Откуда определим :
Тогда сила Архимеда у земли равна
Если аналогично записать все выкладки для шара на высоте , то получим
То есть отношение сил и
:
Таким образом, скорость изменения температуры соответствует скорости изменения давления, а значит, объем будет оставаться неизменным, следовательно,
Ответ: .
Задача 3. Пузырек воздуха поднимается со дна водоема глубиной . Пренебрегая давлением водяного пара и силами поверхностного натяжения, найдите зависимость объема
пузырька от глубины
его погружения, если его объем на дне равен
. Процесс всплытия пузырька считать изотермическим.
Так как процесс изотермический, то применим закон Бойля-Мариотта:
Давление внутри пузырька у дна
Давление внутри пузырька на глубине
Тогда из закона Бойля-Мариотта
Ответ: .
Задача 4. На полу неподвижного лифта стоит ведро с водой, в котором плавает кусок льда. Лифт начинает двигаться вверх с ускорением . Утонет ли льдина, если плотность льда
г/см
. Ответ обосновать.
Вес льдины в ускоряющемся лифте равен:
А Архимедова сила
То есть сила Архимеда увеличивается во столько же раз, во сколько и вес, следовательно, льдина не погрузится глубже, чем до начала движения лифта. А до начала движения льдина не тонет по причине того, что плотность льда меньше, чем у воды.
...
Я тоже так подумала, но была не уверена, ведь после остановки ускорение могло быть...
Так сказано в условии. Направление движения меняется, а про изменение ускорения...
* Добрый...
Дорый день, поясните , пожалуйста, почему в 1 задании ускорение на пути назад будет...