Виштовхувальна сила: причина появи, формула і приклади розв’язання задач

Задача на розрахунок сили Архімеда

Відомо, що щільність повітря дорівнює 1,225 кг/м3 при температурі 15 °C. Знаючи, що нагріте повітря у повітряній кулі має щільність 1 кг/м3, необхідно знайти, яка виштовхувальна сила діє на нього. Який вантаж зможе підняти кулю? Об’єм кулі дорівнює 3000 м3.

Розрахуємо дві сили: підйомну і силу тяжіння. Маємо:

FA = ρl * g * Vs = 1,225 * 9,81 * 3000 = 36052 Н

Fg =? s * g * Vs = 1 * 9,81 * 3000 = 29430 Н

Вага вантажу P, який куля зможе підняти, дорівнює різниці між цими силами. Обчислимо її:

P = FA – Fg = 36052 – 29430 = 6622 Н

Отримане значення зручно перевести в масу m. Маємо:

m = P/g = 6622/9,81 = 675 кг

Таким чином, розглянутий куля здатний підняти в повітря 10 осіб масою по 67 кг.

Завдання на визначення до архімедового сили у воді

Нехай є куб, зроблений з деякого твердого речовини щільністю 600 кг/м3. Довжина його ребра дорівнює 12 див. Необхідно визначити виштовхуючу силу води, якщо куб кинути в неї.

Дивіться також:  Трава очанка: застосування для очей, де зростає, лікувальні властивості, протипоказання, як пити при короткозорості, відгуки лікарів, фото

Оскільки щільність куба менше такої для води, то він буде плавати на її поверхні. Перебуваючи на поверхні, куб не буде повністю занурений у воду, тому для обчислення виштовхувальної сили необхідно розрахувати об’єм витісненої води. Тим не менш завдання можна вирішити інакше.

Оскільки предмет знаходиться на поверхні води в рівновазі, то виштовхувальна сила повинна дорівнювати силі тяжіння. Останню можна розрахувати, помноживши щільність куба на його обсяг. Маємо:

FA = Fg =? s * Vs * g =? s * a3 * g

Тут a – ребро куба. Підставляючи дані з умови задачі, отримуємо, що виштовхувальна сила, що діє на тіло, дорівнює 10,2 Н.

Сторінка: 1 2 3 4 5