Какое соотношение сил F1 и F2 необходимо, чтобы два тела, имеющие одинаковый объем V, находились под водой на одном

Какое соотношение сил F1 и F2 необходимо, чтобы два тела, имеющие одинаковый объем V, находились под водой на одном уровне? Одно тело с плотностью lipa (p1=500кг/м^3), другое с плотностью гранита (p2=3000кг/м^3). Плотность воды равна p0=1000кг/м^3, а ускорение свободного падения g=10Н/кг​​.
Карамелька_4631

Карамелька_4631

Чтобы два тела с одинаковым объемом V находились под водой на одном уровне, сумма сил, действующих на каждое из тел, должна быть равна нулю. Это можно выразить следующим образом:

\[F_{\text{плав}} - F_{\text{тело}} = 0\]

где \(F_{\text{плав}}\) - сила плавучести, \(F_{\text{тело}}\) - сила тяжести тела.

Сила тяжести вычисляется по формуле:

\[F_{\text{тело}} = m \cdot g\]

где \(m\) - масса тела, \(g\) - ускорение свободного падения.

Массу тела можно выразить через его плотность и объем:

\[m = V \cdot \rho\]

где \(\rho\) - плотность тела.

Сила плавучести определяется разностью сил, действующих на тело в воздухе и под водой:

\[F_{\text{плав}} = F_{\text{воздух}} - F_{\text{вода}}\]

Сила воздуха равна:

\[F_{\text{воздух}} = V \cdot \rho_{\text{воздуха}} \cdot g\]

где \(\rho_{\text{воздуха}}\) - плотность воздуха.

А сила воды, действующая на тело, равна:

\[F_{\text{вода}} = V \cdot \rho_{\text{воды}} \cdot g\]

где \(\rho_{\text{воды}}\) - плотность воды.

Теперь мы можем составить уравнение:

\[V \cdot \rho_{\text{воздуха}} \cdot g - V \cdot \rho_{\text{воды}} \cdot g - V \cdot \rho \cdot g = 0\]

Раскроем скобки и сократим объем:

\[\rho_{\text{воздуха}} - \rho_{\text{воды}} - \rho = 0\]

Подставляя значения плотностей:

\[500 - 1000 - 3000 = 0\]

\[3000 - 3500 = 0\]

Отрицательное значение означает, что силы не сбалансированы и тело с плотностью гранита не будет находиться на одном уровне с телом с плотностью лифы. Таким образом, нет такого соотношения сил F1 и F2, при котором оба тела будут находиться под водой на одном уровне.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello