Вопрос школьника
В цистерне имеется на дне квадратная пробка со стороной 4 см. С какой силой будет действовать нефть на пробку, если уровень нефти в цистерне равен 2 м? Плотность нефти 800 кг/м3.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной жидкости.
Сначала найдем объем вытесненной нефти. Для этого нужно умножить площадь основания пробки на высоту столба нефти, который находится над пробкой. Площадь основания пробки равна 4 см × 4 см = 16 см² = 0,0016 м². Высота столба нефти над пробкой равна 2 м — 0,04 м (высота пробки) = 1,96 м. Таким образом, объем вытесненной нефти равен:
V = S × h = 0,0016 м² × 1,96 м = 0,003136 м³
Теперь найдем массу вытесненной нефти, умножив ее объем на ее плотность:
m = V × ρ = 0,003136 м³ × 800 кг/м³ = 2,5088 кг
Наконец, найдем силу, с которой нефть действует на пробку, умножив массу вытесненной нефти на ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с²):
F = m × g = 2,5088 кг × 9,81 м/с² = 24,6 Н
Таким образом, нефть будет действовать на пробку с силой 24,6 Н.
