Как изменятся значения, замеряемые динамометром, когда гранитный булыжник массой 0,26 кг опускают в воду (смотрите

Solnechnyy_Zaychik

38

Для начала, давайте разберемся силами, действующими на гранитный булыжник, как показано на рисунке:

1. Воздушная сила \( F_в \), действующая на булыжник в воздухе.
2. Сила тяжести \( F_т \), направленная вниз, обусловлена массой булыжника.
3. Сила Архимеда \( F_а \), возникающая в воде и направленная вверх.

Известно, что в воздухе сила тяжести равна произведению массы на ускорение свободного падения (так как воздух имеет очень низкую плотность, мы можем пренебречь воздушным сопротивлением). Следовательно, в воздухе величина силы тяжести будет равна:

\[ F_т = m \cdot g \]

где \( m \) - масса булыжника, \( g \) - ускорение свободного падения (принимаем равным примерно 9,8 м/с²).

Теперь рассмотрим воду. Плотность вещества определяется соотношением массы к объему. Плотность гранита равна 2600 кг/м³, а плотность воды - 1000 кг/м³. Зная это, мы можем определить объем гранитного булыжника:

\[ V = \frac{m}{\rho} \]

где \( V \) - объем гранита, \( m \) - масса гранита, \( \rho \) - плотность гранита.

Таким образом, объем гранитного булыжника равен:

\[ V = \frac{0.26}{2600} = 0.0001 м^3 \]

Теперь мы можем определить силу Архимеда, действующую на гранитный булыжник в воде. Сила Архимеда вычисляется по формуле:

\[ F_а = \rho_ж \cdot V \cdot g \]

где \( \rho_ж \) - плотность воды, \( V \) - объем гранита, \( g \) - ускорение свободного падения.

Подставляя значения, получаем:

\[ F_а = 1000 \cdot 0.0001 \cdot 9.8 = 0.98 Н \]

Теперь мы можем определить изменение значений, замеряемых динамометром. В воздухе динамометр будет показывать силу тяжести:

\[ F_в = F_т = 0.26 \cdot 9.8 = 2.548 Н \]

А когда булыжник опускают в воду, динамометр будет показывать разность силы тяжести и силы Архимеда:

\[ F_в = F_т - F_а = 2.548 - 0.98 = 1.568 Н \]

Таким образом, когда гранитный булыжник массой 0,26 кг опускают в воду, значения, замеряемые динамометром, будут равны 2.548 Н в воздухе и 1.568 Н в воде. Надеюсь, это понятно!