Решить задачи

1. В сосуд с жидкостью погружен параллелепипед. Каковы силы, действующее на переднюю и заднюю грани параллелепипеда?

2. На тело находящие в газе действует

А. только сила тяжести

Б. Сила тяжести и сила, выталкивающая это тело и газ

В. только сила, выталкивающая это тело из газа

3. В каком случаи выталкивающая сила, действующая на самолет, меньше

1) на высоте 2 км 2) На высоте 10 км?

А. В обоих случаях

Б. 1

В. 2

Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость. Жидкость давит на дно и стенки сосуда, а если внутрь ее поместить какое-нибудь тело, то оно так же будет подвергаться давлению. Нас будет интересовать действие сил действующих на верхнюю и нижнюю грани, погруженного параллелепипеда. Эту силу называют выталкивающей силой: Fвыт=F2-F1, где:

• F1 - сила действующая на верхнюю грань

• F2 - сила действующая на нижнюю грань

Попробуем расчитать эту силу. Силы F1 и F2 можно расчитать, зная их площади и давление жидкости на уровнях этих граней, тогда F1=p1*S1, a F2=p2*S2.

В свою очередь p1=ρж*g*h1, a p=ρж*g*h2, а S1=S2=S.

Получаем формулу Fвыт=ρж*g*h2*S-ρж*g*h1*S=ρж*g*S * (h2-h1) = ρж*g*S*h, где h - высота параллелепипеда. S*h=V, ρж*V=mж - масса жидкости в объеме параллелепипеда. В итоге у нас получается формула: Fвыт=g*mж=Pж

То есть выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тела.

Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу

Силу, выталкивающую тело из жикости или газа, называют архимедовой силой. Из полученной формулы FА=Pж=g*mж можно выразить массу жидкости через ее плотность и объем тела, погруженного в эту жикдость (так как объем вытесненной телом жидкости равен объему тела, погруженного в жидкость. тогда получим: FА=g*ρж*Vт.

Архимедову силу так же можно определить как две силы действующие в противоположные стороны, тогда вес тела в жидкости (P1) будет меньше тела в ваакуме (P) на архимедову силу, т. е: P1=P-FА или

P1=g*m - g*mж

.

Плавание тел

Возможны три случая:

• Если сила тяжести (Fтяж) больше архимедовой силы (FА), то тело будет тонуть. (Fтяж) > (FА) - тело тонет

• Если сила тяжести (Fтяж) меньше архимедовой силы (FА), то тело будет всплывать. (Fтяж) > (FА) - тело всплывает

• Если сила тяжести (Fтяж) равна архимедовой силы (FА), то тело будет плавать. (Fтяж) > (FА) - тело плавает

Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость