Задача 4. Стальной шар объемом 0,01 м³ погружено в воду. Чему равна выталкивающая сила, действующая на шар и чему равен вес шара в воде?

Для решения этой задачи нам понадобится знание плотности воды и стали, а также формулы для выталкивающей силы (силы Архимеда) и веса тела в жидкости.

Дано:

• Объем шара ( V = 0.01 м^3 )
• Плотность воды ( \rho_{воды} = 1000 кг/м^3 )
• Плотность стали ( \rho_{стали} = 7800 кг/м^3 ) (приблизительное значение)
• Ускорение свободного падения ( g = 9.8 м/с^2 )

1. Выталкивающая сила (сила Архимеда) определяется по формуле:

$$F_A = \rho_{воды} * V * g$$

Подставляем значения:

$$F_A = 1000 кг/м^3 * 0.01 м^3 * 9.8 м/с^2 = 98 Н$$

2. Вес шара в воздухе:

Сначала найдем массу шара:

$$m = \rho_{стали} * V = 7800 кг/м^3 * 0.01 м^3 = 78 кг$$

Теперь найдем вес шара в воздухе:

$$P_{воздухе} = m * g = 78 кг * 9.8 м/с^2 = 764.4 Н$$

3. Вес шара в воде:

Вес шара в воде равен разности веса шара в воздухе и выталкивающей силы:

$$P_{воде} = P_{воздухе} - F_A = 764.4 Н - 98 Н = 666.4 Н$$

Ответ: Выталкивающая сила равна 98 Н, вес шара в воде равен 666.4 Н