Дано:
Масса алюминиевого бруска (m) = 2 кг = 2 кг
Плотность алюминия (ρ_a) = 2700 кг/м³
Плотность воды (ρ_в) = 1000 кг/м³
Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с² (примем за 10 для упрощения расчетов)
Найти:
Силу Архимеда Fa, действующую на брусок, в случаях, когда вода подтекает и когда не подтекает.
Решение:
1. Когда вода не подтекает под брусок:
Сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости и определяется формулой:
Fa = V * ρ_в * g
Объем вытесненной жидкости равен объему бруска:
V = m / ρ_a
Подставляем значения и находим силу Архимеда:
V = 2 кг / 2700 кг/м³ ≈ 0.000741 м³
Fa = 0.000741 м³ * 1000 кг/м³ * 10 м/с² = 7.41 Н
Сила Архимеда, действующая на брусок, когда вода не подтекает, составляет приблизительно 7.41 Н.
2. Когда вода подтекает под брусок:
В этом случае сила Архимеда будет равна весу бруска, так как брусок находится в равновесии.
Fa = m * g = 2 кг * 10 м/с² = 20 Н
Сила Архимеда, действующая на брусок, когда вода подтекает, равна 20 Н.
Ответ:
1. Сила Архимеда на брусок, когда вода не подтекает, равна примерно 7.41 Н.
2. Сила Архимеда на брусок, когда вода подтекает, равна 20 Н.