Каков модифицированный текст вопроса? Какая сила действует на фигурку, составленную из 5 одинаковых деревянных кубиков

Каков модифицированный текст вопроса?

Какая сила действует на фигурку, составленную из 5 одинаковых деревянных кубиков с длиной ребра a=4 см, когда она частично погружена в воду со значением уровня 2,5a? Учитывайте, что вода не проникает под фигурку. Плотность воды равна 1000 кг/м3, плотность дерева - 700 кг/м^3. Ускорение свободного падения равно 10 н/кг, а атмосферное давление p_0 равно 10^5 па.

Какая сила фигурка оказывает на дно? Ответ дайте в ньютонах и округлите до сотых.
Timofey

Timofey

Чтобы решить эту задачу, необходимо воспользоваться принципом Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует поддерживающая сила, равная весу вытесненной жидкости. Для того чтобы найти эту силу, нужно сначала найти объем вытесненной жидкости, а затем вычислить ее массу и умножить на ускорение свободного падения.

Шаг 1: Найдем объем вытесненной жидкости. Фигурка состоит из 5 кубиков, каждый из которых имеет длину ребра \(a = 4 \, \text{см}\). Длина вытесненной части фигурки будет равна \(2,5a = 2,5 \times 4 = 10 \, \text{см}\). Объем параллелепипеда можно вычислить, используя формулу \(V = S \times h\), где \(S\) - площадь основания, а \(h\) - высота. Поскольку основание является квадратом со стороной \(a\), площадь будет равна \(S = a^2\). Таким образом, объем вытесненной части фигурки равен \(V = S \times h = a^2 \times h\).

Шаг 2: Найдем массу вытесненной жидкости. Массу вытесненной жидкости можно вычислить, умножив ее объем на плотность воды. Плотность воды указана в задаче и равна \(1000 \, \text{кг/м}^3\). Чтобы получить массу вытесненной жидкости, нужно перевести объем из сантиметров в метры. Так как \(1 \, \text{м} = 100 \, \text{см}\), объем в метрах будет равен \(V_{\text{м}} = V / (100 \, \text{см/м})\). Теперь мы можем вычислить массу вытесненной жидкости, умножив ее объем в метрах на плотность: \(m_{\text{ж}} = V_{\text{м}} \times \rho_{\text{воды}}\), где \(\rho_{\text{воды}} = 1000 \, \text{кг/м}^3\).

Шаг 3: Найдем силу, которая действует на фигурку. Согласно принципу Архимеда, эта сила равна весу вытесненной жидкости и вычисляется по формуле \(F = m_{\text{ж}} \times g\), где \(g\) - ускорение свободного падения, указанное в задаче и равное \(10 \, \text{Н/кг}\).

Шаг 4: Найдем давление, которое фигурка оказывает на дно. Давление вычисляется по формуле \(P = F / S_{\text{дно}}\), где \(S_{\text{дно}}\) - площадь дна фигурки. Поскольку фигурка состоит из 5 кубиков, каждый из которых имеет площадь основания \(S\) равную \(a^2\), площадь дна будет равна пять площадей основания: \(S_{\text{дно}} = 5 \times S = 5 \times a^2\).

Теперь мы готовы вычислить значения:

Шаг 1: Объем вытесненной жидкости:
\(V = a^2 \times h = (4 \, \text{см})^2 \times (10 \, \text{см}) = 160 \, \text{см}^3\)

Шаг 2: Масса вытесненной жидкости:
\(V_{\text{м}} = V / (100 \, \text{см/м}) = 160 / 100 = 1,6 \, \text{м}^3\)
\(m_{\text{ж}} = V_{\text{м}} \times \rho_{\text{воды}} = 1,6 \times 1000 = 1600 \, \text{кг}\)

Шаг 3: Сила, действующая на фигурку:
\(F = m_{\text{ж}} \times g = 1600 \times 10 = 16000 \, \text{Н}\)

Шаг 4: Давление на дно:
\(S_{\text{дно}} = 5 \times a^2 = 5 \times (4 \, \text{см})^2 = 5 \times 16 = 80 \, \text{см}^2\)
\(P = F / S_{\text{дно}} = 16000 \, \text{Н} / (80 \, \text{см}^2) = 200 \, \text{Н/см}^2 = 200 \, \text{Па}\)

Таким образом, фигурка оказывает силу на дно, равную 16000 Н, а давление, которое фигурка оказывает на дно, составляет 200 Па (паскаль). Ответ округляем до сотых, значит силу фигурка оказывает на дно около 16000 Н, а давление на дно составляет около 200 Па.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello