Яка сила виштовхування діє на брусок під час повного занурення у рідину, якщо тиск на нижню грань бруска, площею 100 см2

Объяснение: При погружении тела в жидкость возникает сила всплытия, которая направлена вверх и равна весу вытесненной жидкости. Для решения этой задачи мы будем использовать принцип Архимеда.

Согласно принципу Архимеда, всплывающа сила равна весу вытесненной жидкости и определяется по формуле:

Fвсп = плотность * гравитационная постоянная * объем вытесненной жидкости

Плотность жидкости мы обозначим как ρ, гравитационную постоянную как g, а объем вытесненной жидкости обозначим как V.

Давление P на границе двух фаз определяется как отношение силы, действующей на площадку к этой площадке:

P = F/S,

где F — это сила, действующая на площадку, а S — площадь площадки.

Из условия задачи, нижняя грань бруска имеет площадь 100 см^2, а верхняя грань — 9.8 кПа.

Таким образом, чтобы найти силу всплытия, мы должны сначала найти разницу давлений (Pниж — Pверх) и затем умножить эту разницу на площадь нижней грани:

Fвсп = (Pниж — Pверх) * S.

Преобразуя килопаскали в паскали, получаем следующий результат:

Fвсп = ((10 кПа * 10^3 Па/1 КПа) — (9.8 кПа * 10^3 Па/1 КПа)) * 100 см^2.

Выполняя несложные математические вычисления, мы получаем силу всплытия:

Fвсп = (0.2 * 10^3 Па) * 100 см^2 = 20 * 10^3 Па * 1 см^2 = 20 * 10^3 Н.

Пример использования:
Задача: Найдите силу всплытия, действующую на брусок, при условии, что давление на нижней грани составляет 10 кПа, а на верхней грани — 9.8 кПа, площадь грани 100 см^2.
Решение:
Используя формулу Fвсп = (Pниж — Pверх) * S, получаем:
Fвсп = ((10 кПа * 10^3 Па/1 КПа) — (9.8 кПа * 10^3 Па/1 КПа)) * 100 см^2 = (0.2 * 10^3 Па) * 100 см^2 = 20 * 10^3 Н.
Таким образом, сила всплывания, действующая на брусок, равна 20 * 10^3 Н.

Совет: Чтобы лучше понять принцип Архимеда и всплытие тела, вы можете выполнить следующий эксперимент. Возьмите стакан с водой и положите в него пластиковый предмет. При погружении предмета в воду вы заметите, что он начинает всплывать под действием силы всплытия. Если плавающий предмет имеет плотность больше, чем у воды, он останется на поверхности, а если плотность меньше, он всплывет. Этот эксперимент поможет вам лучше понять, как действует сила всплытия.

Дополнительное задание:
На нижнюю грань при ортогональной поверхности давление равно 25 кПа. На верхнюю грань оно составляет 20 кПа. Найдите силу всплытия, если площадь грани равна 50 см^2.