Задача по физике

[Fila]

Честно просидев с сыном весь вечер, и подключив знакомых, которые все как один "лирики", решила попросить помощи на форуме.

Дана задача на тему Закон Архимеда.

"В ведро объемом 10 литров налито 8 литров воды.
В пластиковую литровую бутылку насыпали песок. Вес бутылки с песком 900 гр.
Бутылку опустили в ведро с водой.

1. Будет бутылка плавать или утонет?
2. Какова величина выталкивающей силы?
3.Если бутылка плавает, то каков объем части находящейся в воде?

Ответ должен подтверждаться формулами.

Если у кого-то будет время, помогите, пожалуйста....

[Май]

0)
Возьмем тело массой 1 г.
Его вес - это сила, с которой оно давит на поверхность, на которой оно лежит (например, на весы).
В соответствии с не помню каким законом Ньютона

F = m a

сила = масса умножить на ускорение,
в данном случае ускорение свободного падения g, равное 981 см/сек**2 на поверхности Земли.

Итак, 1 г * 981 см/сек**2 = 981 г*см/cек**2 = 981 дин = 1 грамм-силы = 1 Г (Г большое)

1 г это единица массы

1 дина = 1 г*см/сек**2 - это единица силы

1Г = 981 дин - это тоже единица силы, только сугубо техническая, применяемая в быту, но не в высокой науке.


1)
Если бутылку объемом V = 1 литр = 1000 см**3 полностью погрузить в воду плотностью rho = 1 г/см**3,
то на нее будет действовать архимедова сила

F = rho * V * g = 1 г/см**3 * 1000 см**3 * 981 см/сек**2 =

= 981 000 г*см/сек**2 = 981 000 дин = 1000 Г

1000 Г с очевидностью больше, чем вес бутылки с песком, равный 900 Г.
Это означает, что бутылка частично погрузится в воду, чтобы объем вытесненной воды,
умноженный на ее плотность и на ускорение свободного падения g, скомпенсировал вес бутылки.

2)
Величина выталкивающей силы в точности равна весу бутылки с песком (она направлена вверх, а вес - вниз).
С учетом разнонаправленности этих сил их равнодействующая в точности равна нулю.
(если равнодействующая не равна нулю, то бутылка с песком обязана была бы ускоряться либо вверх, либо вниз,
пока не достигла бы положегия, в котором вес и выталкивающая сила в точности скомпенсировали бы друг друга.

3)
Мы знаем, что объем бутылки V = 1 литр = 1000 см**3.
Объем подводной части V2 обеспечивает силу Архимеда

F2 = rho * V2 * g = 900 Г (*)

Ввспоминаем пункт 2) F = rho * V * g = 1000 Г (**)

Плотность воды и ускорение свободного падения g в формулах (*) и (**) соответственно одинаковы.

делим формулу (*) на формулу(**):

V2 / V = 900 Г / 1000 Г = 0.9

Итак, объем подводной части бутылки с песком равен 0.9 объема бутылки = 900 см**3

[Fila]

Май!! Спасибо огромное!! Да еще с такой профессиональной расшифровкой.
Сын теоретически правильно разобрался- а вот грамотно все расписать- и обосновать - в этом была проблема.

Очень вам благодарна!!