Как изменятся показания динамометра, когда кубик полностью погружен в жидкость? Определите отношение плотности

  • 19
Как изменятся показания динамометра, когда кубик полностью погружен в жидкость? Определите отношение плотности материала кубика к плотности жидкости. Также определите силы, действующие на кубик в воздухе и в жидкости.
Весенний_Лес
31
Когда кубик полностью погружен в жидкость, показания динамометра изменятся из-за разницы в силе, действующей на кубик в воздухе и в жидкости.

Во-первых, давайте рассмотрим силы, действующие на кубик в воздухе. Воздух оказывает на него силу тяжести, которая определяется массой кубика m и ускорением свободного падения g. Сила тяжести в воздухе равна Fвозд=mg.

Когда кубик погружается в жидкость, на него начинают действовать сила Архимеда и сила тяжести. Сила Архимеда равна весу вытесненной кубиком жидкости и выражается формулой FАрх=Vρвg, где V - объем кубика, ρв - плотность жидкости, а g - ускорение свободного падения.

Сила тяжести кубика в жидкости также выражается формулой Fтяж=mэфg, где mэф - эффективная масса кубика в жидкости.

Теперь давайте определим отношение плотности материала кубика (ρк) к плотности жидкости (ρв). Оно равно отношению эффективной массы кубика в жидкости (mэф) к массе той же объемной единицы материала (ρк): ρк/ρв=mэф/V.

Итак, чтобы полностью погрузить кубик в жидкость, сила Архимеда должна быть равна силе тяжести кубика. То есть, FАрх=Fтяж. Подставим выражения для сил:

Vρвg=mэфg.

Сократим g и получим:

Vρв=mэф.

Таким образом, отношение плотности материала кубика ρк к плотности жидкости ρв равно отношению эффективной массы кубика в жидкости mэф к объему V кубика:

ρк/ρв=mэф/V.

Надеюсь, этот подробный ответ поможет вам лучше понять, как изменятся показания динамометра, когда кубик полностью погружен в жидкость, и определить отношение плотности материала кубика к плотности жидкости, а также силы, действующие на кубик в воздухе и в жидкости.