Как найти объем с помощью архимедовой силы

Опубликовано 3 года назад по предмету
Физика
от mumea

Как найти объём тела через силу Архимеда

  1. Ответ

    Ответ дан
    Helenn2

    FA=pgV, где V-объем погруженного тела
    p- плотность жидкость
    g=9,8 Н/кг

    Поэтому V=FA/pg 

Самые новые вопросы

Julia2101

Математика – 3 года назад

Решите уравнения:
а) 15 4 ∕19 + x + 3 17∕19 = 21 2∕19;
б) 6,7x – 5,21 = 9,54

na2005stud

Информатика – 3 года назад

Помогите решить задачи на паскаль.1)
дан массив случайных чисел (количество элементов
вводите с клавиатуры). найти произведение всех элементов массива.2)
дан массив случайных чисел (количество элементов
вводите с клавиатуры). найти сумму четных элементов массива.3)
дан массив случайных чисел (количество элементов
вводите с клавиатуры). найти максимальный элемент массива.4)
дан массив случайных чисел (количество элементов
вводите с клавиатуры). найти максимальный элемент массива среди элементов,
кратных 3.

Оксаночка1233

География – 3 года назад

Почему япония – лидер по выплавке стали?

Анимешка2

Математика – 3 года назад

Чему равно: 1*(умножить)х?     0*х?

laraizotova

Русский язык – 3 года назад

В каком из предложений пропущена одна (только одна!) запятая?1.она снова умолкла, точно некий внутренний голос приказал ей замолчать и посмотрела в зал. 2.и он понял: вот что неожиданно пришло к нему, и теперь останется с ним, и уже никогда его не покинет. 3.и оба мы немножко удовлетворим свое любопытство.4.впрочем, он и сам только еле передвигал ноги, а тело его совсем застыло и было холодное, как камень. 5.по небу потянулись облака, и луна померкла. 

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Дан 1 ответ

Исходная формула F(А)=р(ж) х V(т), где р(ж) – плотность жидкости, а V(т) – объем тела. Из этого получается формула V(т) = F(А)/р(ж)








morganadi_zn


17 Апр, 18


Нахождение погруженного в жидкость объема тела через силу Архимеда

Задача обратная задаче расчета силы Архимеда, по известной силе Архимеда найти объем тела.

Задача обратная задаче расчета силы Архимеда см. Сила Архимеда, по известной силе Архимеда найти объем тела, погруженный в воду.

Поскольку сила Архимеда нам известна и соответствует она объему вытесненной жидкости — то есть, той части объема тела, которая погрузилась в воду, — калькулятор получается в одно действие:
V=frac{F_A}{{rho}{g}}

PLANETCALC, Нахождение объема тела через силу Архимеда

Нахождение объема тела через силу Архимеда

Ускорение св. падения, м/с2

Ускорение свободного падения, м/с2

Точность вычисления

Знаков после запятой: 6

Ссылка скопирована в буфер обмена

Похожие калькуляторы

  • • Сила Архимеда
  • • Уравнение Клапейрона-Менделеева. Связь между числом молей газа, его температурой, объемом и давлением.
  • • Закон Ома
  • • Закон Кулона
  • • Давление на поверхность
  • • Раздел: Физика ( 52 калькуляторов )

PLANETCALC, Нахождение погруженного в жидкость объема тела через силу Архимеда

Timur2020-11-03 14:19:33

  • Экзотические единицы длины

    Следующий уникальный калькулятор служит для перевода экзотических единиц длины в…

  • Чей фунт тяжелее?

    Следующий онлайн калькулятор о фунтах. Ранее он был очень популярен,…

  • Уровень жидкости в наклоненном цилиндрическом баке

    Следующий онлайн калькулятор может вычислить уровень жидкости в цилиндрической таре…

  • Температурные шкалы

    Следующий онлайн калькулятор переводит температуры между разными шкалами.
    Помните калькулятор…

  • Старинные русские деньги

    Следующий калькулятор интересен тем, что он переводит древние российские денежные…

  • Соответствие размеров обуви

    Следующий калькулятор будет очень полезен тем, кто решил купить или…

  • Системы измерения плоских углов

    Следующий калькулятор работает очень просто, вам нужно ввести всего одно…

  • Рост в русской системе мер

    Следующий онлайн калькулятор считает рост человека благодаря русской системе мер…

  • Размер экрана

    Следующий онлайн калькулятор может вычислить габариты экрана телевизоров, компьютеров, проекторов,…

  • Размер снимка в пикселях и формат фотографии

    Перед вами 2 калькулятора: один поможет вам подобрать формат снимков…

  • Перевод числа плиток в единицы площади и обратно

    Следующие 2 калькуляторы переводят заданное число плиток в квадратные метры…

  • Перевод мер площади из метрической в английскую систему и обратно

    Перед вами 2 онлайн-калькулятора. Они переводят меры площади из метрической…

  • Перевод мер длины из русской системы в метрическую и обратно

    Следующий необычный калькулятор переводит меры длины из русской системы в…

  • Перевод мер длины из метрической в имперскую систему и обратно

    Перед вами 2 калькулятора, которые предназначены для перевода мер длины…

  • Перевод кельвинов в градусы цельсия

    Следующий простенький калькулятор переводит введенную вами toC из кельвинов в…

  • Перевод из фунтов в килограммы и обратно

    Следующий калькулятор предназначен для перевода кг в фунты. Также есть…

  • Перевод из фунтов в дюймы

    Следующий онлайн калькулятор переводит калибр древних артиллерийских орудий из фунтов…

  • Перевод из градусов Фаренгейта в градусы Цельсия

    Давайте вспомним калькулятор, который переводит градусы Цельсия в градусы Фаренгейта:…

  • Перевод дробных чисел из одной системы счисления в другую

    Как вы уже могли заметить на нашем сайте есть несколько…

  • Перевод градусов Цельсия в градусы Фаренгейта

    Следующий уникальный калькулятор переводит градусы Цельсия в градусы Фаренгейта. Наверное,…

  • Перевод градусов минут и секунд в десятичные градусы и обратно

    Следующий калькулятор умеет переводить значение угла, которое задано в градусах,…

  • Перевод градусов в радианы

    Следующий калькулятор делает перевод единиц измерения углов из градусов, минут,…

  • Объем сегмента цилиндра

    Следующий калькулятор делает расчет объема сегмента цилиндра. Давайте посмотрим каким…

  • Объем жидкости в наклоненном цилиндрическом баке

    Следующий онлайн-калькулятор считает объем жидкости в бочке, которая имеет цилиндрическую…

  • Общее время наработки аппарата

     Следующий калькулятор служит для детального подсчета суммарной работы аппарата.
    Вам…

  • Сочетание цветов

    Перед вами отличный помощник для IT специалистов. С помощью данного…

  • О римских цифрах

    Следующий калькулятор переводит числа, записанные римскими цифрами в простые десятичные…

  • Метров в секунду и километров в час

    Следующий калькулятор переводит скорость из м/с в км/час. Часто при…

  • Конвертер единиц давления

    Начнем с истории. В 17 веке итальянским ученым Торричелли было…

  • Калькулятор горловины для цилиндрического бака

    Следующий онлайн-калькулятор рассчитывает параметры горловины для цилиндрического бочки.
    Все работает…

  • Видеоурок: закон Архимеда

    Зако́н Архиме́да — закон гидростатики и аэростатики: на тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, численно равная весу объема жидкости или газа, вытесненного телом. Закон открыт Архимедом в III веке до н. э. Выталкивающая сила также называется архимедовой силой или гидростатической подъёмной силой[1][2] (её не следует путать с аэро- и гидродинамической подъёмной силой, возникающей при обтекании тела потоком газа или жидкости).

    Так как сила Архимеда обусловлена силой тяжести, то в невесомости она не действует.

    В соответствии с законом Архимеда для выталкивающей силы выполняется[3]:

    {displaystyle F_{A}=rho gV,}

    где:

    Описание[править | править код]

    Выталкивающая или подъёмная сила по направлению противоположна силе тяжести, прикладывается к центру тяжести объёма, вытесняемого телом из жидкости или газа.

    Если тело плавает (см. плавание тел) или равномерно движется вверх или вниз, то выталкивающая или подъёмная сила по модулю равна силе тяжести, действующей на вытесненный телом объём жидкости или газа.

    Плавание тела. Сила Архимеда (F_{A}) уравновешивает вес тела (F_{p}):

    {displaystyle F_{A}=F_{p};}
    ρж g Vж = ρт g Vт

    Например, воздушный шарик объёмом V, наполненный гелием, летит вверх из-за того, что плотность гелия ({displaystyle rho _{He}}) меньше плотности воздуха ({displaystyle rho _{air}}):

    {displaystyle F_{A}>F_{p};}

    {displaystyle rho _{air}gV>rho _{He}gV.}

    Закон Архимеда можно объяснить при помощи разности гидростатических давлений на примере прямоугольного тела, погруженного в жидкость или газ. В силу симметрии прямоугольного тела, силы давления, действующие на боковые грани тела, уравновешиваются. Давление ({displaystyle P_{A}}) и сила давления ({displaystyle F_{A}}), действующие на верхнюю грань тела, равны:

    {displaystyle P_{A}=rho gh_{A};}
    {displaystyle F_{A}=rho gh_{A}S,}

    где:

    Давление ({displaystyle P_{B}}) и сила давления ({displaystyle F_{B}}), действующие на нижнюю грань тела, равны:

    {displaystyle P_{B}=rho gh_{B};}
    {displaystyle F_{B}=rho gh_{B}S,}

    где:

    Сила давления жидкости или газа на тело определяется разностью сил {displaystyle F_{B}} и {displaystyle F_{A}}:

    {displaystyle F_{B}-F_{A}=rho gh_{B}S-rho gh_{A}S=rho gleft(h_{B}-h_{A}right)S=rho ghS=rho gV,}

    где:

    Разница давлений:

    {displaystyle P_{B}-P_{A}=rho gh_{B}-rho gh_{A}=rho gh.}

    В отсутствие гравитационного поля, то есть в состоянии невесомости, закон Архимеда не работает. Космонавты с этим явлением знакомы достаточно хорошо. В частности, в невесомости отсутствует явление (естественной) конвекции, поэтому, например, воздушное охлаждение и вентиляцию жилых отсеков космических аппаратов необходимо производить принудительно вентиляторами.

    Обобщения[править | править код]

    Некий аналог закона Архимеда справедлив также в любом поле сил, которое по-разному действуют на тело и на жидкость (газ), либо в неоднородном поле. Например, это относится к полю сил инерции (например, к полю центробежной силы) — на этом основано центрифугирование. Пример для поля немеханической природы: диамагнетик в вакууме вытесняется из области магнитного поля большей интенсивности в область с меньшей.

    Вывод закона Архимеда для тела произвольной формы[править | править код]

    Вывод через мысленный эксперимент[править | править код]

    Если мысленно заменить погружённое в жидкость тело той же жидкостью, мысленно размещённая в том же объёме порция воды будет находиться в равновесии и действовать на окружающую воду с силой, равной силе тяжести, действующей на порцию воды. Так как перемешивания частиц воды не происходит, можно утверждать, что окружающая вода действует на выделенный объём с той же силой, но направленной в противоположном направлении, то есть с силой, равной {displaystyle mg=rho gV}[4][5][6].

    Расчёт силы[править | править код]

    Гидростатическое давление p на глубине h, оказываемое жидкостью с плотностью rho на тело, есть {displaystyle p=rho gh}. Пусть плотность жидкости (rho ) и напряжённость гравитационного поля (g) — постоянные величины, а h — параметр. Возьмём тело произвольной формы, имеющее ненулевой объём. Введём правую ортонормированную систему координат Oxyz, причём выберем направление оси z совпадающим с направлением вектора {vec  {g}}. Ноль по оси z установим на поверхности жидкости. Выделим на поверхности тела элементарную площадку dS. На неё будет действовать сила давления жидкости, направленная внутрь тела, d{vec  {F}}_{A}=-pd{vec  {S}}. Чтобы получить силу, которая будет действовать на тело, возьмём интеграл по поверхности:

    {displaystyle {vec {F}}_{A}=-int limits _{S}{p,d{vec {S}}}=-int limits _{S}{rho gh,d{vec {S}}}=-rho gint limits _{S}{h,d{vec {S}}}=^{*}-rho gint limits _{V}{operatorname {grad} (h),dV}=^{**}-rho gint limits _{V}{{vec {e}}_{z}dV}=-rho g{vec {e}}_{z}int limits _{V}{dV}=(rho gV)(-{vec {e}}_{z}).}

    При переходе от интеграла по поверхности к интегралу по объёму пользуемся обобщённой теоремой Остроградского-Гаусса.

    {displaystyle {}^{*}h(x,y,z)=z;}
    {displaystyle ^{**}operatorname {grad} h=nabla h={vec {e}}_{z}.}

    Получаем, что модуль силы Архимеда равен {displaystyle rho gV}, и направлена сила Архимеда в сторону, противоположную направлению вектора напряжённости гравитационного поля.

    Вывод через закон сохранения энергии[править | править код]

    Закон Архимеда можно также вывести из закона сохранения энергии. Работа силы, действующей со стороны погружённого тела на жидкость, приводит к изменению её потенциальной энергии:

    {displaystyle  A=-F*(h_{1}-h_{2})=-Delta E_{p}=-m_{text{ж}}gDelta h,}

    где {displaystyle m_{text{ж}}} — масса вытесненной части жидкости, Delta h — перемещение её центра масс. Отсюда модуль вытесняющей силы:

    {displaystyle  F=m_{text{ж}}g.}

    По третьему закону Ньютона эта сила, равна по модулю и противоположна по направлению силе Архимеда, действующей со стороны жидкости на тело. Объём вытесненной жидкости равен объёму погруженной части тела, поэтому массу вытесненной жидкости можно записать как:

    {displaystyle  m_{text{ж}}=rho _{text{ж}}V_{text{т}},} где {displaystyle V_{text{т}}} — объем погружённой части тела.

    Таким образом, для силы Архимеда имеем:

    {displaystyle  F_{A}= F=m_{text{ж}}g=rho _{text{ж}}gV_{text{т}}.}

    Условие плавания тел[править | править код]

    Поведение тела, находящегося в жидкости или газе, зависит от соотношения между модулями силы тяжести {displaystyle F_{T}} и силы Архимеда {displaystyle F_{A}}, которые действуют на это тело. Возможны следующие три случая:

    • {displaystyle F_{T}>F_{A}} — тело тонет;
    • {displaystyle F_{T}=F_{A}} — тело плавает в жидкости или газе;
    • {displaystyle F_{T}<F_{A}} — тело всплывает до тех пор, пока не начнёт плавать.

    Другая формулировка (где {displaystyle rho _{t}} — плотность тела, {displaystyle rho _{s}} — плотность среды, в которую тело погружено):

    • {displaystyle rho _{t}>rho _{s}} — тело тонет;
    • {displaystyle rho _{t}=rho _{s}} — тело плавает в жидкости или газе;
    • {displaystyle rho _{t}<rho _{s}} — тело всплывает до тех пор, пока не начнёт плавать.

    Примечания[править | править код]

    1. Архимеда закон : [арх. 1 января 2023] // Анкилоз — Банка. — М. : Большая российская энциклопедия, 2005. — С. 331. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 2). — ISBN 5-85270-330-3.
    2. Архимеда закон // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: Ааронова — Бома эффект — Длинные линии. — С. 123. — 707 с. — 100 000 экз.
    3. Всё написанное ниже, если не оговорено иное, относится к однородному полю силы тяжести (например, к полю, действующему вблизи поверхности планеты).
    4. Перышкин А. , Оригинальное доказательство закона Архимеда. Дата обращения: 28 сентября 2020. Архивировано 20 июля 2020 года.
    5. Доказательство закона Архимеда для тела произвольной формы. Дата обращения: 28 сентября 2020. Архивировано 21 сентября 2020 года.
    6. Buoyancy (англ.). Архивировано 14 июля 2007 года.

    Ссылки[править | править код]

    • Архимедов закон // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
    • Закон Архимеда // Энциклопедия «Кругосвет».

    Добавить комментарий