Яка частина буя занурена у воду, якщо буй має об єм 50 літрів і важить 10 кг, а прив язаний тросом до великого каменя

Pugayuschaya_Zmeya

26

Щоб знайти частину буя, занурену у воду, нам потрібно використати принцип Архімеда, за яким під дією води тіло витісняє деякий об"єм рідини, рівний об"єму самого тіла.

Припустимо, що частина буя, занурена у воду, має об"єм V (літрів). Оскільки буй повністю знаходиться у воді, ми можемо записати таке рівняння:

об"єм буя = об"єм зануреної частини буя + об"єм повітря (що залишається над водою)

50 л = V + об"єм повітря

Знаючи, що об"єм буя становить 50 літрів, нам залишається знайти об"єм повітря.

Також потрібно враховувати, що під дією вертикального натягнення води на камінь на дні створюється висовування з ним сили. Ця сила співмірна вазі буя, тому її можна знайти, використовуючи формулу

F = маса * прискорення вільного падіння

F = 10 кг * 9,8 м/с² (приблизна величина прискорення вільного падіння)

F = 98 Н

На основі принципу Архімеда, відомого об"єму буя та знайденої вертикальної сили натягнення, ми можемо знайти об"єм повітря, який залишається над водою.

Сила натягнення, створена каменем, дорівнює вазі зануреного у воду об"єкта, тобто масі води, зайнятій цим об"ємом:

F = густина води * об"єм повітря * прискорення вільного падіння

98 Н = 1000 кг/м³ * V * 9,8 м/с² (приблизна густина води)

V = \(\frac{98 Н}{1000 кг/м³ * 9,8 м/с²} = \frac{98 Н}{9800 Н/м³} = 0,01 м³ = 10 літрів\)

Отже, об"єм повітря, який залишається над водою, становить 10 літрів, тому частина буя, занурена у воду, також дорівнює 10 літрам.