Сколько весит тело, которое находится внутри жидкости и подвергается силе выталкивания?

Карина

21

Когда тело находится внутри жидкости, оно подвергается силе выталкивания, которая действует на него в направлении, противоположном силе тяжести. Эта сила выталкивания определяется объемом жидкости, которую тело вытесняет, и плотностью этой жидкости.

Формула для вычисления силы выталкивания выглядит следующим образом:

\[ F_{выт} = V \cdot \rho \cdot g \]

Где:
\( F_{выт} \) - сила выталкивания,
\( V \) - объем жидкости, вытесняемой телом,
\( \rho \) - плотность жидкости,
\( g \) - ускорение свободного падения на поверхности Земли.

Теперь давайте рассмотрим пример. Предположим, у нас есть тело с объемом \( V = 0.5 \, \text{м}^3 \), которое погружено в воду с плотностью \( \rho = 1000 \, \text{кг/м}^3 \) на Земле, где ускорение свободного падения \( g = 9.8 \, \text{м/с}^2 \).

Для расчета силы выталкивания, подставим значения в формулу:

\[ F_{выт} = 0.5 \, \text{м}^3 \cdot 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \]

После упрощения получим:

\[ F_{выт} = 4900 \, \text{Н} \]

Итак, сила выталкивания, действующая на тело, составляет 4900 Ньютонов.

Теперь, чтобы вычислить вес тела, мы можем использовать второй закон Ньютона:

\[ F_{вес} = m \cdot g \]

Где:
\( F_{вес} \) - вес тела,
\( m \) - масса тела,
\( g \) - ускорение свободного падения.

Для нашего примера предположим, что ускорение свободного падения \( g = 9.8 \, \text{м/с}^2 \).

Используя формулу для веса, мы можем выразить массу тела:

\[ m = \frac{F_{вес}}{g} \]

Подставляя значения, получим:

\[ m = \frac{4900 \, \text{Н}}{9.8 \, \text{м/с}^2} \]

Расчет даст нам:

\[ m = 500 \, \text{кг} \]

Таким образом, тело, находящееся внутри жидкости и подвергающееся силе выталкивания в 4900 Ньютонов, имеет массу 500 кг.

Надеюсь, этот ответ был полезен и понятен для вас! Если у вас возникнут еще какие-либо вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать.