6 przykładów pytań dotyczących prawa Archimedesa
1. Jaką objętość kamienia umieszcza się w wodzie morskiej, jeśli ciężar wody morskiej wypartej przez kamień wynosi 2 niutony? Gęstość wody morskiej = 1025 kg/m33.
Pembahasan
Jawab:
Prawo Archimedesa Stwierdza, że ciężar rozlanej wody (woda wyparta przez żelazo) jest równa duża siła wyporu który powstaje w wyniku działania wody na żelazo.
Objętość wypartej wody = objętość skały zanurzonej w wodzie morskiej = 199,1 cm3.
2. Pojemnik pełen wody. Kawałek żelaza o grubości 2 cm3 zanurzony w pojemniku, tak że część wody wylała się. Jaka jest masa wody, która się wylała?
Pembahasan
3. Masa przedmiotu w powietrzu wynosi 15 kg, a masa przedmiotu w wodzie wynosi 13,7 kg. Czy przedmiot jest wykonany z czystego złota?
Pembahasan
Wiadomo, że:
m = 15 kg
m' = 13,7 kg
Pytanie: czy przedmiot jest wykonany z czystego złota?
Jawab:
Specjalna grawitacja czyste złoto = 19,3 lub gęstość czystego złota = 19300 kg/m3. Jeżeli gęstość obiektu jest taka sama jak gęstość czystego złota, to obiekt ten jest wykonany z czystego złota.
Jaka jest gęstość obiektu? ?
Siła wyporu (FA) jest równa wadze obiektu w powietrzu (w) pomniejszonej o wagę obiektu w wodzie (w').
Wprowadź wartość masy obiektu w powietrzu i wartość masy obiektu w wodzie:
Stosunek gęstości obiektu do gęstości wody (/) = ciężar właściwy obiektu. Zatem ciężar właściwy obiektu = 11,3.
Gęstość obiektu = ciężar właściwy pomnożony przez gęstość wody = (11,3)(1000 kg/m3) = 11 300 kg/m33.
Gęstość właściwa czystego złota wynosi 19,3, a gęstość złota 19 300 kg/m3 dlatego też obiekt ten nie jest wykonany ze szczerego złota.
4. Statek ratunkowy próbuje podnieść kontener o masie całkowitej 4500 kg, który wpadł do morza. Kontener ma 2 metry długości, 1,5 metra szerokości i 1 metr wysokości. Gęstość wody morskiej w tym momencie wynosi 1025 kg/m³ , a przyspieszenie ziemskie 10 m/s² . Zatem minimalna siła potrzebna do podniesienia obiektu z dna morskiego na powierzchnię wynosi…
Pembahasan
Wiadomo:
Masa pudełka (m) = 4500 kg
Objętość pudełka (V) = 2 m x 1,5 m x 1 m = 3 m 3
Gęstość wody morskiej ( ρ) = 1025 kg/ m3
Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 m/ s2
Pytanie: Jaka jest minimalna siła potrzebna do podniesienia obiektu z dna morskiego na powierzchnię?
Jawab:
Ciężar obiektu w powietrzu = mg = (4500 kg)(10 m/s 2 ) = 45000 N
Aby podnieść obiekt na lądzie, minimalna siła wynosi 45000 N.
Wielkość siły wyporu:
fa za = ρ fa g V = ( 1025)(10)(3) = 30750 N
Ciężar obiektu w wodzie morskiej = 45000 N – 30750 N = 14250 N
Aby podnieść obiekt na morzu, minimalna siła wynosi 14250 N.
5. Obiekt pływa w cieczy o gęstości 800 kg/m3. Jeżeli ¼ obiektu nie jest zanurzona w cieczy, wówczas gęstość obiektu wynosi...
A. 600 kg/m3
B. 900 kg/m3
C. 1000 kg/m3
D. 15 800 kg/m3
E. 1300 kg/m3
Dyskusja:
Wiadomo, że:
Gęstość ciecz = 800 kg/m3
Objętość obiektu niezanurzonego w cieczy = ¼
Objętość obiektu zanurzonego w cieczy = ¾
Całkowita objętość obiektu = 1
Zapytano :
Gęstość obiekt ?
Odpowiedź :
Wzór na relację między gęstość W artykule omówiono obiekty, gęstość cieczy oraz części obiektów zanurzone i niezanurzone w cieczach Dlaczego ciała stałe unoszą się na wodzie? :
Prawidłowa odpowiedź to A.
6. Ciężar ciała w powietrzu wynosi 5 N. Jeżeli ciało zważymy w wodzie (gęstość wody = 1000 kg/m3),3) ciężar wynosi 3,2 N. Jeżeli przyspieszenie ziemskie g = 10 m/s2 wówczas gęstość obiektu wynosi...
A. 800 kg/m3
B. 1000 kg/m3
C. 1500 kg/m3
D. 15 800 kg/m3
E. 2780 kg/m3
Dyskusja:
Wiadomo, że:
Ciężar obiektu w powietrzu = Ciężar obiektu (w) = 5 niutonów
Ciężar obiektu w wodzie = 3,2 niutona
Gęstość woda = 1000 kg/m3
Przyspieszenie grawitacji = 10 m/s2
Masa obiektu: w = mg —> m = w : g = 5 N : 10 m/s2 = 0,5 kg
Zapytano:
Gęstość obiekt ?
Jawab:
Ciężar obiektu w wodzie jest mniejszy ze względu na siłę wyporu.
Pławność = Masa obiektu w powietrzu – Masa obiektu w cieczy
Pławność = 5 niutonów – 3,2 niutonów = 1,8 niutonów
Gęstość obiektu :
Gęstość = Masa : Objętość = 0,5 kg : 0,00018 m3 = 2780 kg/m²3
Prawidłowa odpowiedź to E.
Pytania dotyczące prawa Archimedesa
1. Jaką objętość kamienia wrzucono do wody, jeśli ciężar wody wypartej przez kamień wynosi 5 niutonów? Gęstość wody = 1000 kg/m33 (501 cm3)
2. Pojemnik pełen benzyny. Kawałek drewna 1,2 dm3 zanurzony w pojemniku, tak że część benzyny się wylała. Jaka jest masa benzyny, która się wylała? (816 gramów)
3. Masa metalu w powietrzu wynosi 13 kg, a masa metalu w wodzie 12,3 kg. Czy metal jest wykonany z czystego złota? (Nie, ponieważ gęstość metalu wynosi 18,6. Gęstość złota wynosi 19,3).
