СР-34. Архимедова сила ВАРИАНТ № 1 1. Первоклассник и старшеклассник нырнули в воду. Кого вода выталкивает сильнее? 2. Картофелина тонет в воде. Что можно сделать, чтобы она всплыла? 3. Каково значение архимедовой силы, действующей на полно- стью погруженную в море батисферу объемом 4 м³? Плотность морской воды 1030 кг/м³. 4. Железобетонная плита размером 3,5 м х 1,5 м х 0,2 м полно- стью погружена в воду. Вычислите архимедову силу, дейст- вующую на плиту. Плотность воды 1000 кг/м³. ВАРИАНТ № 2 1. Один раз мальчик нырнул на глубину 2 м, а в другой на 3 м. В каком случае вода его выталкивает сильнее? 2. Зачем на леску надевают грузило? 3. Пластиковый пакет с водой объемом 2 л полностью погрузили в воду. Определите выталкивающую силу, действующую на па- кет. Плотность воды 1000 кг/м³. 4. Железобетонная плита размером 4 м х 0,3 м х 0,25 м наполо- вину погружена в воду. Какова архимедова сила, действующая на нее? Плотность воды 1000 кг/м³.

ВАРИАНТ № 1

1. Краткое пояснение: Сила Архимеда зависит от объема вытесненной жидкости. Чем больше объем, тем больше сила.
   Вода сильнее выталкивает старшеклассника, так как он больше первоклассника и вытесняет больший объем воды.
2. Краткое пояснение: Чтобы картофелина всплыла, нужно увеличить её плавучесть.
   Чтобы картофелина всплыла, можно добавить в воду соль. Плотность соленой воды выше, чем плотность обычной воды, и картофелина будет выталкиваться с большей силой.
3. Краткое пояснение: Используем формулу для силы Архимеда: Fa = ρ ⋅ V ⋅ g.
   Сила Архимеда, действующая на батисферу, рассчитывается по формуле: \[F_a = \rho \cdot V \cdot g\] где:
   • \(\rho\) – плотность морской воды, 1030 кг/м³;
   • \(V\) – объем батисферы, 4 м³;
   • \(g\) – ускорение свободного падения, ≈ 9.8 м/с².
   Подставляем значения: \[F_a = 1030 \frac{кг}{м^3} \cdot 4 м^3 \cdot 9.8 \frac{м}{с^2} = 40372 Н\] Ответ: Архимедова сила равна 40372 Н.
4. Краткое пояснение: Снова применяем формулу Fa = ρ ⋅ V ⋅ g, но сначала находим объем плиты.
   Объем плиты: \[V = 3.5 м \times 1.5 м \times 0.2 м = 1.05 м^3\] Сила Архимеда: \[F_a = 1000 \frac{кг}{м^3} \cdot 1.05 м^3 \cdot 9.8 \frac{м}{с^2} = 10290 Н\] Ответ: Архимедова сила равна 10290 Н.

ВАРИАНТ № 2

1. Краткое пояснение: Сила Архимеда не зависит от глубины погружения, если тело полностью погружено.
   Сила выталкивания одинакова в обоих случаях, так как сила Архимеда зависит только от объема вытесненной жидкости и плотности жидкости, а не от глубины погружения (если тело полностью погружено).
2. Краткое пояснение: Грузило увеличивает вес лески и помогает ей утонуть.
   Грузило надевают на леску для того, чтобы леска быстрее тонула и не плавала на поверхности воды. Это помогает удерживать наживку на нужной глубине и облегчает процесс рыбалки.
3. Краткое пояснение: Используем формулу для силы Архимеда, переведя объем в м³.
   Сначала переведем объем пакета с водой из литров в кубические метры: \[2 л = 0.002 м^3\] Теперь рассчитаем архимедову силу: \[F_a = \rho \cdot V \cdot g = 1000 \frac{кг}{м^3} \cdot 0.002 м^3 \cdot 9.8 \frac{м}{с^2} = 19.6 Н\] Ответ: Архимедова сила равна 19.6 Н.
4. Краткое пояснение: Считаем объем погруженной части плиты и применяем формулу.
   Объем погруженной части плиты: \[V = 4 м \times 0.3 м \times 0.25 м \times \frac{1}{2} = 0.15 м^3 \times \frac{1}{2} = 0.075 м^3\] Сила Архимеда: \[F_a = \rho \cdot V \cdot g = 1000 \frac{кг}{м^3} \cdot 0.15 м^3 \cdot 9.8 \frac{м}{с^2} = 1470 Н\] Ответ: Архимедова сила равна 1470 Н.

Проверка за 10 секунд: Убедись, что все формулы применены верно и единицы измерения соответствуют СИ.

Доп. профит: База. Всегда переводи единицы измерения в СИ, чтобы избежать ошибок в расчетах.