З власного досвіду ви знаєте, що у воді підняти камінь значно легше, ніж коли він лежить на березі, тому що у воді на до приходить виштовхувальна сила.
Закон, за яким можна розраховувати виштовхувальну силу, що діє на занурене в рідину тіло, відкрив давньогрецький вчений Архімед.
Тому виштовхувальну силу часто називають силою Архімеда (FA).
Сила Архімеда зумовлена тим, що тиск рідини збільшується з глибиною (на нижню поверхню зануреного в рідину тіла рідина тисне з більшою силою, ніж на верхню, унаслідок цього рівнодійна сил тиску рідини на всі ділянки поверхні тіла напрямлена вгору - ця рівнодійна і є силою Архімеда).
Унаслідок занурення у воду тіла, підвішеного до пружинних ваг, їх покази зменшаться завдяки виштовхувальній силі: коли кажуть, що занурене у воду тіло «втрачає у вазі», насправді, звичайно, ніякої «втрати у вазі» немає (вага тіла, що перебуває у спокої, завжди дорівнює силі тяжіння), але внаслідок занурення тіла у воду (часткового або повного) вага тіла перерозподіляється між підвісом — вагами і опорою — водою (тому показ ваг дорівнює різниці між вагою тіла та модулем виштовхувальної сили). Тільки із цим застереженням можна умовно назвати показ ваг «вагою тіла у воді». Це так зване гідростатичне зважування, його можна застосовувати, коли густина тіла більша за густину рідини, щоб тіло тонуло у рідині (визначити відношення густини тіла до густини рідини за формулою , це співвідношення дозволяє знайти N3густину тіла, якщо відома густина рідини, або знайти густину рідини, якщо відома густина тіла).
Спочатку з’ясуємо, чому на будь-яке тіло, занурене в рідину, діє сила Архімеда. Тиск у кожній точці рідини передається однаково в усіх напрямках і залежить від глибини. Розглянемо сили тиску, які діють у рідині на всі поверхні зануреного в неї тіла.
Нехай тіло має форму прямокутного паралелепіпеда На верхню грань тіла діє тиск p1 = рр ghl стовпчика рідини висотою h1. Сила тиску на цю поверхню з боку рідини становить F1 = p1S = рр gh1S де рр — густина рідини; S — площа поверхні тіла. Ця сила направлена вертикально вниз.
Тиск рідини на бічні грані змінюється з глибиною. Але на одному й тому самому рівні він однаковий. Тому сили тиску F, які діють на бічні поверхні, однакові й протилежно направлені, а їх рівнодійна дорівнює 0.
Нижня поверхня знаходиться на глибині h2. Її площа така сама, як і верхньої грані. На нижню поверхню тіла діє сила F2 = p2S = рр gh2S, яка направлена вертикально вгору. Оскільки нижня поверхня знаходиться глибше ніж верхня (h2 > h1), а їх площі однакові, то сила F2 більша за силу F1. Їх рівнодійна дорівнює різниці цих сил і направлена вгору. Рівнодійна сил тиску рідини на нижню та верхню грані тіла і є тією результуючою силою, що виштовхує (або намагається виштовхнути) тіло з рідини:
FA = F2 – F1 = p2S - p1S = рр gh2S - рр gh1S = ρрg(h2 — h1)S = ρрg Vт
Як видно з мал. h2 — h1 = h — висота прямокутного паралелепіпеда, а (h2 — h1) S = Vт — його об’єм. Остаточно можна записати, що
Объяснение:
№1
A=F*S
где F – сила тяжести (вес) ; S – путь
Переведем в систему СИ известные значения:
F=30000000 Н
S=4810 м
Подставим значения в формулу, получим:
А=30000000*4810=144300000000 Дж= 144300000 кДж
ответ: 144300000 кДж
№2
N=A/t
где А – работа, t – время.
N=(F*S)/t
где F – сила тяжести (вес), S – путь, t – время
N=(m*g*S)/t
где m– масса, g – ускорение свободного падения, S – путь, t – время
Пусть мальчик измерил скорость с секундомера и у него получилось х секунд, и измерил путь и у него получилось у метров, масса равняется z кг
g=10 Н/кг
N(1)=(z*10*y)/x= 10zy/x Вт
N=(m*g*h)/t
Пусть мальчик измерил скорость с секундомера и у него получилось х секунд, и измерил высоту на которую поднял груз и у него получилось у метров, масса равняется z кг
где m– масса, g – ускорение свободного падения, h – высота, t – время
N(2)=(z*10*y)/x= 10zy/x Вт
ответ: N(1)=N(2)=10zy/x Вт
№3
F=N/V
где N– мощность, V – скорость
Найдем мощность:
4*120=480 мВт
Переведем в систему СИ:
N=480 мВт = 480000000 Вт
V=950 км/ч= 263889 м/с
Подставим в формулу:
F=480000000 / 263889 ≈ 1818,94 Н
ответ: 1818,94 Н
№4
N= (m*g*h)/t
где m – масса, g– ускорение свободного падения, h– высота, t–время.
Найдем массу груза (молот)
m=F/g
F=1,5 кН=1500 Н
g=10 Н/кг
m=1500÷10=150 кг
Найдем мощность.
m=150 кг
g=10 Н/кг
h=0,8 м
t=2 с
N= (150*10*0,8)/2 = 1200/2 = 600 Дж
ответ: 600 Дж
