Какое значение имеет выталкивающая сила, если вес груза в воздухе составляет 2Н, а в воде - 1,5Н?

Задача, которую вы предложили, связана с понятием выталкивающей силы, которая возникает при погружении тела в жидкость. Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые основные физические принципы.

Выталкивающая сила - это сила, действующая на тело, находящееся в жидкости, и направленная вверх. Она возникает из-за разницы в плотности тела и плотности жидкости, в которую оно погружено. Если вес тела меньше выталкивающей силы, то оно будет всплывать в жидкости. Если вес тела больше выталкивающей силы, то оно будет тонуть.

Для выполнения задачи нужно учесть, что вес груза в воздухе составляет 2Н, а в воде - 1,5Н. Таким образом, нам нужно найти значение выталкивающей силы в воде.

Используем основное физическое уравнение, связанное с выталкивающей силой:

\[ F_{выталкив.} = \rho \cdot g \cdot V_{погр.} \]

где:
\( F_{выталкив.} \) - выталкивающая сила,
\( \rho \) - плотность воды,
\( g \) - ускорение свободного падения (приближенно принимаем равным 9,8 м/с²),
\( V_{погр.} \) - объем груза в воде.

Теперь найдем объем груза в воде. Плотность груза в воздухе и в воде будет одинаковой, так как воздух и вода - это оба газы. Поэтому мы можем использовать следующую формулу:

\[ V_{погр.} = \frac{{Вес\;груза\;в\;воздухе}}{{Плотность\;воды}} \]

Подставляя значения в формулу, получаем:

\[ V_{погр.} = \frac{2\,Н}{\rho_{воды}} \]

Теперь, зная объем груза в воде, мы можем вычислить выталкивающую силу. Подставляем значения в основное уравнение:

\[ F_{выталкив.} = \rho_{воды} \cdot g \cdot V_{погр.} \]

Таким образом, для решения задачи нам необходимо знать плотность воды. Плотность воды при температуре 20 °C составляет приблизительно 1000 кг/м³.

Подставляя все значения в формулу, получаем:

\[ F_{выталкив.} = 1000 \, кг/м³ \cdot 9,8 \, м/с² \cdot \frac{2}{1000 \, м³} \]

Вычисляем значение и получаем:

\[ F_{выталкив.} = 19,6 \, Н \cdot м/с² \cdot \frac{1}{1000} \tag{1} \]

Таким образом, значение выталкивающей силы в воде составляет 19,6 Н.

Можно также использовать другую формулу, которая связывает плотность груза, объем груза в воздухе и воде, и ускорение свободного падения:

\[ \rho_{груза} = \frac{{Вес\;груза\;в\;воздухе}}{{Объем\;груза\;в\;воздухе}} \]

\[ \rho_{груза} = \frac{{2\,Н}}{{V_{груза}}} \]

\[ \rho_{груза} = \frac{{1,5\,Н}}{{V_{груза\;в\;воде}}} \]

\[ \frac{{2\,Н}}{{V_{груза}}} = \frac{{1,5\,Н}}{{V_{груза\;в\;воде}}} \]

\[ V_{груза\;в\;воде} = \frac{{1,5\,Н}}{{2\,Н}} \cdot V_{груза} \]

\[ V_{груза\;в\;воде} = 0,75 \cdot V_{груза} \]

Теперь, используя полученное соотношение объемов, мы можем найти выталкивающую силу:

\[ F_{выталкив.} = \rho_{воды} \cdot g \cdot V_{груза\;в\;воде} \]

\[ F_{выталкив.} = 1000 \, кг/м³ \cdot 9,8 \, м/с² \cdot 0,75 \cdot V_{груза} \]

Подставляем все значения и получаем:

\[ F_{выталкив.} = 7350 \, Н \cdot м/с² \cdot \frac{V_{груза}}{1000} \tag{2} \]

Формула (1) и формула (2) будут давать одинаковый ответ, так как они выражают одно и то же физическое явление. Обе формулы могут быть использованы для решения данной задачи.