Тело находящееся в газе плавает на каком рисунке

Обновлено: 29.01.2025

Закон Архимеда — закон статики жидкостей и газов, согласно которому на всякое тело, погруженное в жидкость (или газ), действует со стороны этой жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости (газа) и направленная по вертикали вверх.

Ниже приведены выводы, следующие из закона Архимеда.

Действие жидкости и газа на погруженное в них тело .

Если погрузить в воду мячик, наполненный воздухом, и отпустить его, то он всплывет. То же самое произойдет со щепкой, с пробкой и многими другими телами. Какая же сила заставляет их всплывать?

На тело, погруженное в воду, со всех сторон действуют силы давления воды (рис. а). В каждой точке тела эти силы направлены перпендикулярно его поверхности. Если бы все эти силы были одинаковы, тело испытывало бы лишь всестороннее сжатие. Но на разных глубинах гидростатическое давление различно: оно возрастает с увеличением глубины. Поэтому силы давления, приложенные к нижним участкам тела, оказываются больше сил давления, действующих иа тело сверху.

Если заменить все силы давления, приложенные к погруженному в воду телу, одной (результирующей или равнодействующей) силой, оказывающей на тело то же самое действие, что и все эти отдельные силы вместе, то результирующая сила будет направлена вверх. Это и заставляет тело всплывать. Эта сила называется выталкивающей силой, или архимедовой силой (по имени Архимеда, который впервые указал на ее существование и установил, от чего она зависит). На рисунке б она обозначена как F_A.

Архимедова (выталкивающая) сила действует на тело не только в воде, но и в любой другой жидкости, т. к. в любой жидкости существует гидростатическое давление, разное на разных глубинах. Эта сила действует и в газах, благодаря чему летают воздушные шары и дирижабли.

Благодаря выталкивающей силе вес любого тела, находящегося в воде (или в любой другой жидкости), оказывается меньше, чем в воздухе, а в воздухе меньше, чем в безвоздушном пространстве. В этом легко убедиться, взвесив гирю с помощью учебного пружинного динамометра сначала в воздухе, а затем опустив ее в сосуд с водой.

Уменьшение веса происходит и при переносе тела из вакуума в воздух (или какой-либо другой газ).

Если вес тела в вакууме (например, в сосуде, из которого откачан воздух) равен P₀, то его вес в воздухе равен:

где F´_A — архимедова сила, действующая на данное тело в воздухе. Для большинства тел эта сила ничтожно мала и ею можно пренебречь, т. е. можно считать, что P_возд.=P₀=mg.

Вес тела в жидкости уменьшается значительно сильнее, чем в воздухе. Если вес тела в воздухе P_возд.=P₀, то вес тела в жидкости равен P_жидк = Р₀ — F_A. Здесь F_A — архимедова сила, действующая в жидкости. Отсюда следует, что

Поэтому чтобы найти архимедову силу, действующую на тело в какой-либо жидкости, нужно это тело взвесить в воздухе и в жидкости. Разность полученных значений и будет архимедовой (выталкивающей) силой.

Другими словами, учитывая формулу (1.32), можно сказать:

Выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости, вытесненной этим телом.

Определить архимедову силу можно также теоретически. Для этого предположим, что тело, погруженное в жидкость, состоит из той же жидкости, в которую оно погружено. Мы имеем право это предположить, так как силы давления, действующие на тело, погруженное в жидкость, не зависят от вещества, из которого оно сделано. Тогда приложенная к такому телу архимедова сила F_A будет уравновешена действующей вниз силой тяжести m_жg (где m_ж — масса жидкости в объеме данного тела):

Но сила тяжести равна весу вытесненной жидкости Р_ж. Таким образом.

Учитывая, что масса жидкости равна произведению ее плотности ρ_ж на объем, формулу (1.33) можно записать в виде:

где V_ж — объем вытесненной жидкости. Этот объем равен объему той части тела, которая погружена в жидкость. Если тело погружено в жидкость целиком, то он совпадает с объемом V всего тела; если же тело погружено в жидкость частично, то объем V_ж вытесненной жидкости меньше объема V тела (рис. 1.39).

Формула (1.33) справедлива и для архимедовой силы, действующей в газе. Только в этом случае в нее следует подставлять плотность газа и объем вытесненного газа, а не жидкости.

С учетом вышеизложенного закон Архимеда можно сформулировать так:

На всякое тело, погруженное в покоящуюся жидкость (или газ), действует со стороны этой жидкости (или газа) выталкивающая сила, равная произведению плотности жидкости (или газа), ускорения свободного падения и объема той части тела, которая погружена в жидкость (или газ).

На рисунке изображено одно и тоже тело, плавающее в двух разных жидкостях( на 1 - ом рисунке тело всплывает, на 2 - ом тонет) Плотность какой жидкости больше?

Что можно сказать о силе тяжести, действующей на тело, и архимедовой силе в том и другом случае?

рисунке изображено одно и тоже тело, плавающее в двух разных жидкостях(

на 1 - ом рисунке тело всплывает, на 2 - ом тонет) Плотность какой жидкости

Что можно сказать о силе тяжести, действующей на тело, и

архимедовой силе в том и другом случае?

Какая часть объёма плавающего тела окажется погруженной в жидкость, если плотность тела в 4 раза меньше плотности жидкости?

Какая часть объёма плавающего тела окажется погруженной в жидкость, если плотность тела в 4 раза меньше плотности жидкости?

Чему равно в этом случае отношение силы тяжести, действующей на тело, к силе Архимеда?

Ответы введите с точностью до сотых.

В жидкости тонет полностью погруженное в неё тело?

В жидкости тонет полностью погруженное в неё тело.

Сила тяжести, действующая на тело, в 1, 5 раза больше его веса в воде.

Во сколько раз плотность тела больше плотности жидкости?

Ответ округлить до целых.

Что происходит с телом в жидкости, если сила тяжести равна архимедовой силе?

А) Тело всплывает б) Тело тонет в) Тело находится в равновесии.

В жидкости тонет полностью погруженное в неё тело?

В жидкости тонет полностью погруженное в неё тело.

Сила тяжести, действующая на тело, в 1, 5 раза больше его веса в воде.

Во сколько раз плотность тела больше плотности жидкости?

Ответ округлить до целых.

На тело объемом 300см3, полностью погружен в жидкость, действует архимедова сила 0, 96H?

На тело объемом 300см3, полностью погружен в жидкость, действует архимедова сила 0, 96H.

Какова плотность жидкости?

При погружении в жидкость на тело объемом 2000см3 действует архимедова сила 14, 2Н Какова плотность жидкости?

Архимедова сила зависит от : а) плотности тела и его объема?

Архимедова сила зависит от : а) плотности тела и его объема.

Б) плотности жидкости и его объема в) плотности жидкости и плотности тела.

Одно и тоже тело плавает сначала в спирте потом в в воде и в бензине ?

Одно и тоже тело плавает сначала в спирте потом в в воде и в бензине .

В какой жидкости архимедова сила действует на тело сильнее.

Тело плавает внутри жидкости если сила тяжести действующая на тело архемедовой силы?

Тело плавает внутри жидкости если сила тяжести действующая на тело архемедовой силы.

При каком условии тело, находящееся в жидкости, тонет ; плавает ; всплывает?

Вы открыли страницу вопроса На рисунке изображено одно и тоже тело, плавающее в двух разных жидкостях( на 1 - ом рисунке тело всплывает, на 2 - ом тонет) Плотность какой жидкости больше?. Он относится к категории Физика. Уровень сложности вопроса – для учащихся 5 - 9 классов. Удобный и простой интерфейс сайта поможет найти максимально исчерпывающие ответы по интересующей теме. Чтобы получить наиболее развернутый ответ, можно просмотреть другие, похожие вопросы в категории Физика, воспользовавшись поисковой системой, или ознакомиться с ответами других пользователей. Для расширения границ поиска создайте новый вопрос, используя ключевые слова. Введите его в строку, нажав кнопку вверху.

2, 2. 2, 7 2, 7. 7, 7 7, 7. 7, 2.

Я думаю что если знаки противоположны то есть боксер бьёт с силой хН, то по направлению эта сила будет противоположной это есть отдача. Попробуй сильно ударить грушу, рука сама пойдет назад, сила уходит в руку, а тело держит равновесие. То есть мы ..

Дифу́зія— процес взаємного проникнення молекул або атомів однієї речовини поміж молекул або атомів іншої, що зазвичай приводить до вирівнювання їх концентрацій у всьому займаному об'ємі. У деяких ситуаціях одна з речовин уже має вирівняну концентрац..

Решение смотри на фотографии.

M = 0. 003 кг Q = 11400 Дж q = ? = = = Q = q * m q = Q / m = 11400 / 0. 003 = 3800000 Дж / кг (3, 8 МДж / кг) = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =.

M (H2) = 8 г m (O2) = 64 г M (H2) = 2 г / моль M (O2) = 32 г / моль n (H2) = m / M = 8 г / 2 г / моль = 4 моль n (O2) = m / M = 64 г / 32 г / моль = 2 моль N (H2) = n • NA = 4 г / моль • 6 • 10 ^ 23 = 24 • 10 ^ 23 молекул N (O2) = n • NA = 2 г / моль..

1 - Г 2 - Г 3 - Д 4 - Г 5 - Е 6 - В 7 - Г 8 - В 9 - Д 10 - А 11 - Д 12 - Г 13 - В 14 - Б 15 - Г = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =.

В прошлых уроках мы познакомились с архимедовой силой, узнали о том, какие силы действуют в жидкости на погруженное в нее тело (архимедова сила и сила тяжести). Но разные тела ведут себя в жидкости по-разному: некоторые тонут, некоторые всплывают. Почему так происходит?

Какие условия провоцируют плавание? В этом уроке мы дополним свои знания о поведении тел, погруженных в жидкость.

Условия плавания тел

Рассмотрим ситуацию: мы полностью погружаем в жидкость тело и отпускаем его. Теперь на него действуют две противоположно направленные силы: сила тяжести и архимедова сила. Возможны три случая (рисунок 1).

Первый случай:

если силы тяжести $F_$ больше архимедовой силы $F_A$, то тело будет двигаться ко дну – тонуть, т.е. если

$F_>F_A$ — тело тонет.

Второй случай:

если силы тяжести $F_$ равна архимедовой силе $F_A$, то тело будет находиться в равновесии в любом месте жидкости, т.е. если

$F_=F_A$ — тело плавает.

Третий случай:

если силы тяжести $F_$ меньше архимедовой силы $F_A$, то тело будет двигать вверх в жидкости — всплывать, т.е. если

$F_ Рисунок 2. Опыт с отливным сосудом.

После этого из трубки выльется вода, объем которой равен объему погруженной части тела. Мы можем взвесить эту воду, и увидим, что ее вес равен весу тела в воздухе.

Вес этой воды будет эквивалентен архимедовой силе, а вес тела в воздухе – силе тяжести. Точно такой же эксперимент можно провести в разных жидкостях – результат мы получаем одинаковый.

Когда мы погрузили плавающее тело в воду, оно стало всплывать ($F_ Рисунок 3. Опыт с железной гирей и разными жидкостями.

Сначала опустим железную гирю в сосуд с водой (рисунок 3, а). Гиря тонет. А теперь опустим железную гирю в сосуд со ртутью (рисунок 3, б) – гиря всплыла. Это произошло, потому что плотность железа больше плотности воды, но меньше плотности ртути.

Если плотность твердого тела больше плотности жидкости, в которую его погружают, то тело тонет:

$\rho_т>\rho_ж$ — тело тонет.

Если плотность твердого тела меньше плотности этой жидкости, то оно всплывает:

$\rho_т Рисунок 4. Опыт с телами из разных веществ, погруженных в одну жидкость.

Здесь мы погрузили в воду два одинаковых шарика: пробковый и парафиновый. Видно, что часть пробкового шарика, погруженная в воду, меньше той же части парафинового.

Известно, что плотность пробки меньше плотности парафина. Можно сказать, что чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость.

Несмешивающиеся жидкости также будут находиться в одном сосуде в соответствии со своими плотностями: в нижней части сосуда более плотные, в верхней – более легкие (рисунок 5).

Плавание тел в природе, пример задачи

В живой природе вес морских организмов почти полностью уравновешивается архимедовой силой, так как их плотность почти не отличается от плотности окружающей среды. Поэтому у морских животных легкие и гибкие скелеты, а у морских растений – эластичные стволы.

Каким образом рыбы могут менять глубину своего плавания и оставаться на ней? У каждой рыбы имеется плавательный (воздушный) пузырь (рисунок 6).

Пузырь легко сжимается и расширяется: при увеличении глубины за счет мышечных усилий увеличивается давление воды на рыбу. Плавательный пузырь сжимается, и объем тела рыбы уменьшается, уменьшается величина архимедовой силы, и рыба может спокойно оставаться на выбранной глубине. То же самое происходит при уменьшении глубины, но в обратную сторону: пузырь расширяется, объем всего тела рыбы увеличивается. Киты и другие морские млекопитающие используют для изменения глубины собственные легкие подобно плавательному пузырю у рыб.

Айсберг – это большой кусок льда, который свободно плавает в океане, так как плотность льда меньше плотности соленой воды (рисунок 7).

Задача

Представим, что объем погруженной в воду части айсберга составляет $100 м^3$. Плотность льда равна $900 \frac$, плотность соленой воды равна $1030 \frac$. Необходимо найти весь объем айсберга и его массу.

Дано:
$V_1 = 100 м^3$
$\rho_л = 900 \frac$
$\rho_в = 1030 \frac$

Решение:

Отметим на рисунке силы, действующие на айсберг: $F_A$ и $F_т$.

Сила $F_A$ приложена к центру погруженной в воду части айсберга и направлена вверх.
Сила $F_т$ приложена к центру тела айсберга и направлена вниз.

Так как айсберг плавает (не тонет и не всплывает до конца), он находится в состоянии равновесия:
$F_A = F_т$
$F_A = \rho_gV_1$
$F_т = mg$
$\rho_gV_1 = mg$

Отсюда найдем массу айсберга:
$m = \rho_V_1 = 1030 \frac \cdot 100 м^3 = 103 000 кг = 103 т$

Правильно. Когда плотность тела больше плотности воды- оно тонет, при равенстве плотностей - тело плавает на любой глубине; плотность тела меньше плотности воды- оно всплывает.

На этом принципе в 1963 году английский физик (кажется) изобрел устройство с оболденным эффектом - его назвали Лава лампой Принцип работы устройства заключается в разности температур житкости на разных уровнях сосуда - говоря проще - подогревая снизу вещество . Всплывая - вещество попадает в облась низкой температуры - остывает и тонет

Если сила тяжести Fтяж. больше архимедовой силы FА,, то тело будет опускаться на дно, тонуть, т. е. если Fтяж>FA, то тело тонет.

Когда плотность тела больше плотности воды- оно тонет, при равенстве плотностей - тело плавает на любой глубине; плотность тела меньше плотности воды- оно всплывает

Плавание — это способность тела удерживаться на поверхности жидкости или на определённом уровне внутри жидкости.

Условия плавания тел

Условия плавания тел следуют из закона Архимеда:

Глубина погружения плавающего тела зависит от соотношения плотностей тела и жидкости. Если учесть, что и _1gV_1" width="94" height="16" />
, то тело будет плавать в жидкости, если _1V_1" width="86" height="16" />
(здесь и — плотность и объем тела, _1" width="17" height="12" />
— плотность жидкости, а — объем погруженной части тела).

Из полученного соотношения можно сделать важные выводы:

Плавания тел на границе нескольких сред

$ Если тело плавает на границе нескольких сред с плотностями _1, _2, \dots ,$
то вес вытесненной жидкости, а, следовательно, и Архимедова сила в этом случае равны:

$F_A=\left( _1V_1+_2V_2+\dots \right)g$

где — объем части тела, погруженной в первую среду, — объем части тела, погруженной во вторую среду и т.д.

Плотность сухого дерева за счет полостей, наполненных воздухом, меньше плотности воды, и дерево может плавать на поверхности. Но железо и многие другие вещества значительно плотнее воды. Однако современные корабли сделаны из металла и перевозят различные грузы по воде. Как это возможно? Дело в том, что корпус корабля, который погружается в воду, делают объемным, а внутри этот корабль имеет большие полости, заполненные воздухом, что и уменьшает общую плотность корабля.

Глубина, на которую плавающий корабль погружается в воду, называется осадкой корабля. При полной загрузке корабль не должен опускаться ниже так называемой грузовой ватерлинии. Вес воды, вытесняемой судном при погружении до ватерлинии, называется водоизмещением судна. Он равен силе тяжести, действующей на судно с грузом. Грузоподъемность судна показывает вес груза, который перевозится судном. Грузоподъемность равна разности водоизмещения и веса незагруженного судна.

Плотность человеческого тела немного больше плотности воды. Однако, человек, когда у него в легких содержится некоторое количество воздуха, тоже может спокойно держаться на поверхности воды. Если же, находясь в воде, выдохнуть весь воздух из легких, то начнется медленное погружение на дно. Поэтому при плавании опасно наглотаться воды и впустить ее в легкие, именно это является наиболее частой причиной несчастных случаев на воде.

Примеры решения задач

Задание	Льдина, имеющая форму призмы, плавает в воде, высовываясь наружу на 2 см. Какова масса льдины, если площадь ее основания равна 2000 см ? Плотность льда равна $0,92\cdot <10>^3$ кг/м .
Решение	Так как льдина плавает в воде, должно выполняться условие:

$\rho V=<\rho > _1V_1$

Объем погруженной части льдины:

где — высота выступающей части, — площадь основания.

Подставив выражение для объема погруженной части льдины в условие плавание, получим:

$\rho V=<\rho > _1\left(V-hS\right);$

$\rho V= _1V-_1hS;$

$V\left( _1-\rho \right)=_1hS$

откуда объем всей льдины:

$V=\frac _1hS>_1-\rho >$

$V=\frac<m> $

$\frac<m> =\frac<_1hS><_1-\rho >$

откуда масса льдины:

$m=\frac<\rho <\rho > _1hS>_1-\rho >$

Переведем единицы в систему СИ. Высота выступающей части льдины см м; площадь основания льдины см=0,2" width="49" height="17" />
м" width="6" height="8" />
.

Плотность воды (из таблиц) _1=^3" width="69" height="20" />
кг/м" width="6" height="8" />
.

$m=\frac<<0,92\cdot ^3\cdot 10>^3\cdot 0,02\cdot 0,2>^3-0,92\cdot ^3>=46\ kg$

Задание	Деревянный цилиндр плавает в воде так, что его объема погружено в воду. Какая часть цилиндра будет погружена в воду, если на воду налить слой масла, полностью закрывающий цилиндр? Плотность масла 800 кг/м .
Решение	Выполним рисунок.

В первом случае на цилиндр действуют сила тяжести " width="26" height="15" />
и сила Архимеда со стороны воды >_" width="37" height="22" />
. Условие равновесия в первом случае запишется в виде:

$F_<A,1> -mg=0$

Во втором случае на цилиндр действуют сила тяжести " width="26" height="15" />
, сила Архимеда со стороны воды >_" width="37" height="22" />
и сила Архимеда со стороны масла >_" width="37" height="22" />
. Условие равновесия во втором случае имеет вид:

$F_<A,2> +F_-mg=0$

Обозначим — плотность материала, из которого изготовлен цилиндр, _1" width="17" height="12" />
— плотность воды, _2" width="17" height="12" />
— плотность масла. Тогда:

$F_<A,1> =_1gh_2S;$