Номер 3, страница 463 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Авторы: Мякишев Г. Я., Синяков А. З.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2021 - 2025
Уровень обучения: углублённый
Цвет обложки: белый колесо обозрения, статор и ротор изображены
ISBN: 978-5-09-087885-2
Популярные ГДЗ в 10 классе
Параграф 9.7. Закон Архимеда. Глава 9. Механика деформируемых тел. Движение твёрдых и деформируемых тел - номер 3, страница 463.
№3 (с. 463)
Условие. №3 (с. 463)
скриншот условия

3. На рычаге уравновесили два одинаковых тела, затем одно тело погрузили в воду, а другое — в сосуд с керосином. Какое из тел перетянет при полном их погружении?
Решение. №3 (с. 463)
Дано:
$m_1 = m_2 = m$ (массы тел одинаковы)
$V_1 = V_2 = V$ (объемы тел одинаковы)
Тело 1 погружено в воду
Тело 2 погружено в керосин
$\rho_в = 1000 \text{ кг/м}^3$ (плотность воды)
$\rho_к \approx 800 \text{ кг/м}^3$ (плотность керосина)
Найти:
Какое из тел перетянет?
Решение:
Изначально два одинаковых тела уравновешены на рычаге. Это означает, что их веса равны, и моменты сил, создаваемые этими весами, равны. Поскольку тела одинаковы, их массы ($m$) и объемы ($V$) также равны.
При погружении тел в жидкости на них начинает действовать выталкивающая сила Архимеда ($F_A$), направленная вертикально вверх. Эта сила уменьшает вес тела в жидкости. Результирующая сила, действующая на каждое плечо рычага, будет равна разности силы тяжести ($F_g = mg$) и выталкивающей силы:
$F_{нет} = F_g - F_A$
Выталкивающая сила рассчитывается по формуле $F_A = \rho_{ж} g V$, где $\rho_{ж}$ – плотность жидкости, а $V$ – объем погруженной части тела. По условию, тела погружены полностью, поэтому для обоих тел используется их полный объем $V$.
Для тела, погруженного в воду (тело 1), результирующая сила, действующая на рычаг, равна:
$F_{нет,1} = mg - F_{А,в} = mg - \rho_в g V$
Для тела, погруженного в керосин (тело 2), результирующая сила равна:
$F_{нет,2} = mg - F_{А,к} = mg - \rho_к g V$
Рычаг наклонится в ту сторону, где результирующая сила больше. Для этого сравним величины выталкивающих сил. Плотность воды ($\rho_в = 1000 \text{ кг/м}^3$) больше плотности керосина ($\rho_к \approx 800 \text{ кг/м}^3$).
$\rho_в > \rho_к$
Поскольку объемы тел $V$ и ускорение свободного падения $g$ одинаковы, выталкивающая сила в воде будет больше, чем выталкивающая сила в керосине:
$F_{А,в} > F_{А,к}$
Так как из одинакового веса $mg$ мы вычитаем выталкивающую силу, то чем больше выталкивающая сила, тем меньше результирующая сила, действующая на рычаг. Поскольку $F_{А,в}$ больше, чем $F_{А,к}$, то результирующая сила для тела в воде будет меньше, чем для тела в керосине.
$mg - F_{А,в} < mg - F_{А,к}$
Следовательно,
$F_{нет,1} < F_{нет,2}$
Это означает, что сила, действующая на плечо рычага с телом в керосине, будет больше. Поэтому это плечо опустится.
Ответ: Перетянет тело, погруженное в керосин.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 3 расположенного на странице 463 к учебнику 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №3 (с. 463), авторов: Мякишев (Генадий Яковлевич), Синяков (Арон Залманович), углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.