Prostopadłościan o wymiarach 8cm, 5cm, 10cm wykonano z żelaza o gęstości 7900kg/m³ i wrzucono do oliwy o gęstości 920 kg/m³. Oblicz siłę wyporu oraz siłę ciężkości. Czy ciało tonie czy wypływa na powierzchnię.​

Odpowiedź :

[tex]Dane:\\V = 8 \ cm \times 5 \ cm \times 10 \ cm = 400 \ cm^{3} = 0,0004 \ m^{3}\\d_{z} = 7900\frac{kg}{m^{3}} \ - \ gestosc \ zelaz\\d=920\frac{kg}{m^{3}} \ - \ gestosc \ oliwy\\g = 10\frac{N}{kg}\\Szukane:\\F_{w} = ?\\F_{g} = ?[/tex]

Rozwiązanie

Siła wyporu:

[tex]F_{w} = d\cdot g\cdot V\\\\F_{w} = 920\frac{kg}{m^{3}}\cdot10\frac{N}{kg}\cdot0,0004 \ m^{3}}\\\\\boxed{F_{w} = 3,68 \ N}[/tex]

Siła ciężkości:

[tex]F_{g} = m\cdot g = V\cdot d_{z}\cdot g\\\\F_{g} = 0,0004 \ m^{3}\cdot7900\frac{kg}{m^{3}}\cdot10\frac{N}{kg}\\\\\boxed{F_{g} = 31,6 \ N}[/tex]

[tex]\underline{F_{g} > F_{w} \ \ \rightarrow \ \ cialo \ tonie}[/tex]

Odpowiedź:

Dane                                                  Obliczyć                              Wzór

d = 920 kg/m³                                   Fw = ?                               Fw = d*g*V

V = a*b*c                                            F = ?                                  F = m*g

a = 8 cm = 0,08 m

b = 5 cm = 0,05 m

c = 10 cm = 0,1 m

V = 0,08 m* 0,05 m* 0,1 m = 0,0004 m³

g = 10 N/kg

Obliczamy słę wyporu

Fw = d*g*V

Fw = 920 kg/m³ * 10 N/kg * 0,0004 m³

Fw = 3,68 N

Obliczamy siłę ciężkości obliczając na początek masę tego prostopadłościanu

korzystamy z wzoru na gęstość

d = m/V

d = 7900 kg/m³

V = 0,0004 m³

m = d * V

m = 7900 kg/m³ * 0,0004 m³

m = 3,16 kg

Teraz możemy wyliczyć siłę ciężkości

F = m*g

F = 3,16 kg * 10 N/kg

F = 31,6 N  

Porównując gęstość żelaza d₁ i gęstość oliwy d₂ widzimy,że d₁ > d₂ czyli ciało tonie  

Siła wyporu wynosi 3,68 N, a siła cięzkości 31,6 N