Естественные науки
Физика 10 класс подскажите!!! Закон архимеда!
Подскажите решение задачи(я решал разніми способами запутался, получил 3 разніх ответа 1м, 0,3м и 9м, есть ли среди них правильній незнаю). Задача: На какую глубину пресноводного озера необходимо погрузить резиновый мяч, что бы тот начал тонуть? Атмосферное давление нормальное, вес мяча 0,5 кг, плотность резины 2г/см^3 , радиус мяча 10 см.(мяч внутри пустой, тоесть его вес состоит из вес резины+вес воздуха внутри, в своих решениях вес воздуха внутри я неучитывал, учитывал только его обем)
Поскольку масса воздуха внутри мяча меньше 5 г, его вес действительно можно не учитывать, ошибка будет менее 1%.
Попробуем разобраться.
Для простоты будем решать не в системе СИ, а в системе СГС, хотя это и не современно.
Плотность воды - r0, предположим, что равна 1 г/см куб и с глубиной не меняется (озеро-то пресноводное) .
Чтобы мяч начал тонуть, его обьем должен уменьшиться и вытеснять такое количество воды, вес которой меньше веса мяча.
Другими словами, средняя плотность мяча должна возрасти и сравняться с плотностью воды. Это произойдет из-за сжатия мяча на глубине, где, как известно, давление растет, на 0,1 кГ/см кв = 0,1атм на каждый метр глубины.
Получается, что обьём мяча должен стать V=m/r0 = 500см куб. (1)
Поскольку обьём резины в мяче равен V1=m/r1= 250 см куб, оставшийся обьем воздуха должен быть Va=V - V1 = 250 см куб
До погружения обьем мяча был Vb =(4/3)* pi*R^3 = 4189 см куб.
Обьём воздуха в нем был Vao = Vb - V1 = 3939 см куб.
Полагая процесс сжатия мяча в воде изотермическим, P*V = const, найдем давление внутри мяча ( а считая резину очень эластичной, и давление воды снаружи) :
1атм*3939 = Х атм* 250,
откуда Х = 15,756 атм
Вычтем 1атм, которая создается атмосферой, получим, что вода должна создавать давление на мяч - 14, 756 атм, что будет на глубине примерно 147, 56 метров.
Если в выражении (1), кроме массы резины, учесть массу воздуха в мяче - около 4,5 г, получим более корректный результат - около 146 метров.
Попробуем разобраться.
Для простоты будем решать не в системе СИ, а в системе СГС, хотя это и не современно.
Плотность воды - r0, предположим, что равна 1 г/см куб и с глубиной не меняется (озеро-то пресноводное) .
Чтобы мяч начал тонуть, его обьем должен уменьшиться и вытеснять такое количество воды, вес которой меньше веса мяча.
Другими словами, средняя плотность мяча должна возрасти и сравняться с плотностью воды. Это произойдет из-за сжатия мяча на глубине, где, как известно, давление растет, на 0,1 кГ/см кв = 0,1атм на каждый метр глубины.
Получается, что обьём мяча должен стать V=m/r0 = 500см куб. (1)
Поскольку обьём резины в мяче равен V1=m/r1= 250 см куб, оставшийся обьем воздуха должен быть Va=V - V1 = 250 см куб
До погружения обьем мяча был Vb =(4/3)* pi*R^3 = 4189 см куб.
Обьём воздуха в нем был Vao = Vb - V1 = 3939 см куб.
Полагая процесс сжатия мяча в воде изотермическим, P*V = const, найдем давление внутри мяча ( а считая резину очень эластичной, и давление воды снаружи) :
1атм*3939 = Х атм* 250,
откуда Х = 15,756 атм
Вычтем 1атм, которая создается атмосферой, получим, что вода должна создавать давление на мяч - 14, 756 атм, что будет на глубине примерно 147, 56 метров.
Если в выражении (1), кроме массы резины, учесть массу воздуха в мяче - около 4,5 г, получим более корректный результат - около 146 метров.
Похожие вопросы
- Физика 10 класс, закон архимеда, подскажите!!!!)
- Физика 10 класс,срочно..
- завтра иду на олимпиаду по физике...10 класс...узнала что туда иду только сегодня!!!!в непонятках..что мне повторять??
- По физике (10 класс) задали создать теорию по плану научного метода познания, помогите, пожалуйста
- Как известно, вода замерзает, а лед плавится при 0`C.(c) учебник по физике 10 класс. Нет противоречия?
- Всем привет. Физика 10 класс. Дочка прислала в вайбер решить и нарисовать график. Я не в зуб ногой) Помогите пожалуйста.
- Как понять Закон Архимеда, когда погружение тела не в жидкость, а в газ? физика
- Физика,7 класс.сила Архимеда.Определите,пожалуйста,какое решение верное?
- В рекламе средства от насморка цитируют закон физики: ЖИДКОСТЬ ВСЕГДА ДВИЖЕТСЯ ТУДА ГДЕ БОЛЬШЕ СОЛЕЙ, ФИЗИКА 7 КЛАСС"
- Закон Архимеда. Объясните.