Задание 51.4.1 Проделайте четыре виртуальных опыта с моделью «Выталкивающая сила как сумма контактных сил. Плавание тел», располагая в одной и той же жидкости кубики с ребром 20 см, изготовленные из разного материала. В каждом случае запишите в таблицу модули архимедовой силы Fₐ и силы тяжести F тяж, действующих на кубик. Проанализируйте результаты и сделайте вывод.

Задание 51.4

Для кубиков с ребром 20 см (0,2 м) объем V = a³ = 0,2³ = 0,008 м³.

Плотности материалов:

• Алюминий: ρ = 2700 кг/м³
• Оргстекло: ρ = 1180 кг/м³
• Берёза: ρ = 650 кг/м³
• Пенопласт: ρ = 50 кг/м³

Рассчитаем силу тяжести для каждого кубика: F = m*g = ρ*V*g

• Алюминий: F = 2700 кг/м³ * 0,008 м³ * 9,8 м/с² ≈ 211,68 Н
• Оргстекло: F = 1180 кг/м³ * 0,008 м³ * 9,8 м/с² ≈ 92,43 Н
• Берёза: F = 650 кг/м³ * 0,008 м³ * 9,8 м/с² ≈ 50,96 Н
• Пенопласт: F = 50 кг/м³ * 0,008 м³ * 9,8 м/с² ≈ 3,92 Н

Архимедова сила для полностью погруженных тел (V тела = V жидкости = 0,008 м³):

F = ρ_воды * V_тела * g = 1000 кг/м³ * 0,008 м³ * 9,8 м/с² = 78,4 Н

Заполним таблицу:

Вывод: во всех четырёх случаях архимедова сила одинакова, так как объём кубиков и плотность жидкости одинаковы, а сила тяжести разная, потому что материалы кубиков имеют разную плотность.

Проверка за 10 секунд: Архимедова сила зависит только от объема и плотности жидкости, а сила тяжести — от массы тела.

Редфлаг: Если архимедова сила больше силы тяжести, тело всплывает. Если меньше — тонет.