Po powierzchni wody pływa drewniany klocek o objętości 200 cm3 , jego gęstość wynosi 500 kg/m3. Jaką wartość ma działająca na niego siła wyporu ?.

Odpowiedź :

Prawo Archimedesa. Warunki pływania ciał.

Na klocek pływający po powierzchni cieczy działa siła wyporu 1 N.

Prawo Archimedesa: na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu skierowana pionowo ku górze i równa ciężarowy cieczy wypartej przez to ciało.

W oparciu o prawo Archimedesa sformułowano warunki pływania ciał, dotyczące porównania siły wyporu: Fw i siły ciężkości: Fc  

  • gdy [tex]F_c > F_w[/tex] → ciało tonie w cieczy
  • gdy [tex]F_c=F_w[/tex] → ciało pływa na dowolnej wysokości ( działające siły się równoważą)
  • gdy [tex]F_c < F_w[/tex] → ciało pływa częściowo zanurzone

W naszym przypadku klocek pływa po powierzchni  cieczy czyli

[tex]F_w=F_c[/tex]

Siła wyporu jest równa sile ciężkości czyli ciężarowi klocka.

Aby obliczyć ciężar klocka należy obliczyć masę klocka

Obliczamy masę klocka z wzoru na gęstość :
[tex]V=200cm^3[/tex] objętość klocka

[tex]V=200cm^3*\frac{1}{1000000}m^3=0,0002m^3[/tex]

[tex]d=500\frac{kg}{m^3}[/tex]  gęstość klocka

[tex]d=\frac{m}{V}/*V[/tex]

[tex]m=d*V[/tex]

[tex]m=500\frac{kg}{m^3}*0,0002m^3=0,1kg[/tex]

Obliczamy ciężar klocka:

[tex]g=10\frac{m}{s^2}[/tex]

[tex]F=m*g[/tex]

[tex]F=0,1kg*10\frac{m}{s^2}[/tex]

[tex]F=1N[/tex]