Задача 4: Подскажите Мите, на сколько изменится сила, которую ему придётся прилагать для удержания баллона при его полном погружении под воду? Внешний объём баллона составляет 5 литров, плотность воды 1000 кг/м³. Ответ дайте в Ньютонах.

Чтобы решить эту задачу, нужно вспомнить про закон Архимеда. Он гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме этого тела. 1. Определение объема баллона в метрах кубических: 1 литр = 0.001 м³ 5 литров = 5 * 0.001 м³ = 0.005 м³ $$V = 0.005 м^3$$ 2. Расчет выталкивающей силы (силы Архимеда): Выталкивающая сила равна весу воды в объеме баллона. Вес находится как произведение массы на ускорение свободного падения (g ≈ 9.8 м/с²). Масса воды находится как произведение плотности на объем. $$F_{арх} = \rho_{воды} * V * g$$, где: $$\rho_{воды}$$ = 1000 кг/м³ (плотность воды) V = 0.005 м³ (объем баллона) g ≈ 9.8 м/с² (ускорение свободного падения) Подставляем значения: $$F_{арх} = 1000 \frac{кг}{м^3} * 0.005 м^3 * 9.8 \frac{м}{с^2} = 49 Н$$ 3. Изменение силы, которую нужно прилагать: Выталкивающая сила помогает Мите удерживать баллон, так как она направлена вверх. Следовательно, Мите нужно будет прилагать силу на 49 Н меньше. Ответ: Сила, которую Мите придётся прилагать для удержания баллона, уменьшится на 49 Н. Объяснение для ученика: Представь, что ты пытаешься поднять большой мяч под водой. Тебе кажется, что он легче, чем на воздухе. Это потому, что вода как бы выталкивает мяч вверх. Чем больше мяч и чем плотнее вода, тем сильнее выталкивающая сила. Эта сила помогает тебе поднимать мяч, поэтому тебе нужно прикладывать меньше усилий. В задаче про Митю происходит то же самое: вода помогает ему удерживать баллон, поэтому ему нужно меньше сил.