Вопрос школьника
Медный и алюминиевый шары одинаковой массы лежат на дне бассейна с водой. Во сколько раз различаются действующие на них выталкивающие силы?
Ответ от учителя
Действующая на тело выталкивающая сила называется силой Архимеда и определяется как разность между весом тела и весом жидкости, которую оно вытесняет.
Формула для силы Архимеда: F = ρ * V * g, где ρ — плотность жидкости, V — объем тела, g — ускорение свободного падения.
Медный и алюминиевый шары имеют одинаковую массу, но различную плотность. Плотность меди составляет 8,96 г/см³, а плотность алюминия — 2,7 г/см³.
Предположим, что шары имеют одинаковый объем. Тогда для медного шара объем будет равен массе (в граммах) поделенной на плотность: V = m/ρ = 1000/8,96 = 111,6 см³.
Для алюминиевого шара объем будет равен: V = m/ρ = 1000/2,7 = 370,4 см³.
Таким образом, объем алюминиевого шара в 3,3 раза больше, чем у медного.
Сила Архимеда для каждого шара будет равна:
F(медь) = ρ(вода) * V(медь) * g = 1 г/см³ * 111,6 см³ * 9,8 м/с² = 1097,28 Н
F(алюминий) = ρ(вода) * V(алюминий) * g = 1 г/см³ * 370,4 см³ * 9,8 м/с² = 3631,92 Н
Таким образом, сила Архимеда, действующая на алюминиевый шар, в 3,3 раза больше, чем на медный.
