Тела состоят из молекул и атомов, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Эти молекулы и атомы находятся в постоянном движении и, поэтому обладают кинетической энергией. Сумма кинетических энергий всех молекул дают одну составляющую внутренней энергии. Их взаимное расположение дает еще одну составляющую (потенциальную, ведь они взаимодействуют друг с другом, притягиваясь или отталкиваясь). Следовательно, что бы изменить внутреннюю энергию тела надо менять или скорости молекул, или расстояния между ними. Можно просто нагреть или охладить тело (изменить температуру), можно деформировать, изменить фазовое состояние (твердое тело, жидкость, пар, плазма)
1) выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного под воду тела Fa=p(ж)Vтпв g, где p(ж) - потность жидкости,Vтпв - объем тела под водой, g = 10 Н/кг, Vтпв= 0,04м3 х 3/4= 0,03 м3,
Fa=1000 кг/м3 х 0,03 м3 х 10 Н/кг = 300 Н
2) Чтобы вытащить из воды ведро, необходимо приложить силу, равную равнодействующей сил тяжести и архимедовой, так как эти силы направлены в противоположные стороны. F= Fтяж-Fa; Fтяж= mg,где m - масса тела, g = 10Н/кг; Fa=p(ж)Vт g, где p(ж) - потность жидкости,Vт - объем тела (берем весь объем, потому что все тело погружено под воду), g = 10 Н/кг
F= Fтяж-Fa=15кг х 10Н/кг - 1000кг/м3 х 0,01м3 х 10Н/кг= 150Н-100Н=50Н
3) Плавать может тело лишь в том случае, если архимедова сила и сила тяжести равны, если cила тяжести больше архимедовой силы, то тело утонет, если меньше, то всплывет. Сравним эти две силы.
Fтяж= mg,где m - масса тела, g = 10Н/кг; архимедова сила равна весу жидкости в объеме погруженного в жидкость тела; зная массу вытесненной жидкости, легко вычислить ее вес : Fa=Р(ж)=m(ж) g, где
Р(ж) - вес жидкости, m(ж)- масса жидкости, g = 10Н/кг
Fтяж=3кг х10Н/кг = 30Н; Fa=2,5 кг х 10Н/кг=25Н,
сила тяжести больше архимедовой силы, следовательно тело утонет
4) Найдем грузоподъемность плота( Ргруза - вес груза, который может выдкржать плот и не утонуть) грузоподъмность равна разности архимедовой силы и силы тяжести плота Ргруза= Fa- Fтяж; Fтяж= mg,где m - масса тела, g = 10Н/кг; m=p(т)Vт, где p(т) - плотность тела ( сосна сухая =400 кг/м3), Vт - объем тела ;Fa=p(ж)Vт g, где p(ж) - потность жидкости,Vт - объем тела , g = 10 Н/кг; Vт=2м х 0,2м х 0,1м х 10 брусьев=0,4 м3
Fтяж=p(т)Vтg= 400 кг/м3 х 0,4м3 х 10Н/кг = 1600 Н
Fa=1000 кг/м3 х 0,4м3 х 10Н/кг= 4000 Н
Ргруза=4000 Н- 1600 Н=2400Н,
по весу груза, который может выдержать плот вычислим массу этого груза m(груза)=Ргруза : g= 2400 Н : 10Н/кг=240 кг - может перевезти плот за один раз, следовательно 800 кг можно перевезти лишь в несколько этапов.
