Вопрос:

Груз, подвешенный к динамометру, с постоянной скоростью опускают в стакан с водой до полного погружения груза (см. рисунок). Как в процессе погружения изменяются сила упругости, действующая на груз, а также сила давления воды на дно сосуда? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменяется Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Сила упругости, действующая на груз Сила давления воды на дно сосуда

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Разберем, как изменяются сила упругости и сила давления воды на дно сосуда в процессе погружения груза. Сила упругости, действующая на груз: Сила упругости, действующая на груз, подвешенный к динамометру, определяется разностью между силой тяжести, действующей на груз, и силой Архимеда, действующей на него же. Математически это можно записать так: $$F_{упр} = P - F_{Арх}$$, где $$F_{упр}$$ - сила упругости, $$P$$ - сила тяжести, $$F_{Арх}$$ - сила Архимеда. Сила тяжести $$P$$ остается постоянной, поскольку масса груза не меняется. Сила Архимеда $$F_{Арх}$$ увеличивается по мере погружения груза в воду, так как увеличивается объем вытесненной воды. Когда груз полностью погружен в воду, сила Архимеда достигает своего максимального значения и больше не меняется. $$F_{Арх} = \rho_{воды} * g * V_{погруженной части}$$, где $$\rho_{воды}$$ - плотность воды, $$g$$ - ускорение свободного падения, $$V_{погруженной части}$$ - объем погруженной части груза. Следовательно, по мере увеличения силы Архимеда, сила упругости будет уменьшаться до тех пор, пока груз не будет полностью погружен. После полного погружения сила Архимеда перестанет меняться, и сила упругости также перестанет меняться. Таким образом, на этапе погружения сила упругости уменьшается. Сила давления воды на дно сосуда: Сила давления воды на дно сосуда определяется гидростатическим давлением, которое оказывает вода на дно. Гидростатическое давление зависит от плотности жидкости, ускорения свободного падения и высоты столба жидкости: $$P = \rho * g * h$$, где $$P$$ - давление, $$\rho$$ - плотность, $$g$$ - ускорение свободного падения, $$h$$ - высота столба жидкости. Сила давления на дно сосуда равна произведению давления на площадь дна: $$F = P * S$$, где $$F$$ - сила давления, $$P$$ - давление, $$S$$ - площадь дна. Когда груз погружается в воду, уровень воды в сосуде поднимается, и, следовательно, увеличивается высота столба жидкости $$h$$. Это приводит к увеличению гидростатического давления на дно сосуда. Таким образом, сила давления воды на дно сосуда увеличивается. Ответ: Сила упругости, действующая на груз: 2 (уменьшается) Сила давления воды на дно сосуда: 1 (увеличивается)
ГДЗ по фото 📸