Вопрос школьника
Тело в воздухе имеет вес 107,8 Н, а при погружении в воду — 9,8 Н. Определите вес этого тела в вакууме.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон Архимеда, который гласит: «Сила, с которой жидкость действует на тело, погруженное в нее, равна весу вытесненной жидкости». Из этого следует, что вес тела в воздухе равен сумме его веса в воде и веса вытесненной жидкости.
Вытесненная жидкость равна объему тела, погруженного в воду. Поэтому, чтобы найти вес тела в вакууме, необходимо вычесть вес вытесненной жидкости из его веса в воде.
Вес вытесненной жидкости можно найти, зная плотность жидкости, в которую погружено тело. Плотность воды при нормальных условиях составляет 1000 кг/м³. Поэтому объем вытесненной жидкости равен массе тела в воде, деленной на плотность воды.
Массу тела в воде можно найти, разделив его вес в воде на ускорение свободного падения, которое равно 9,8 м/с².
Итак, имеем:
Масса тела в воде: m = F/а = 9,8 Н / 9,8 м/с² = 1 кг
Объем вытесненной жидкости: V = m/ρ = 1 кг / 1000 кг/м³ = 0,001 м³
Вес тела в вакууме: Fв = Fводы — Fж = 107,8 Н — ρгV = 107,8 Н — 1000 кг/м³ * 9,8 м/с² * 0,001 м³ = 97,8 Н
Ответ: вес тела в вакууме равен 97,8 Н.
