1) Яку силу треба застосувати, щоб підняти посудину з гасом, коли вона містить 3 л газу? Маса порожньої посудини становить 1 кг, а густина газу — 800 кг/м^3.
2) Яка пружина має більшу жорсткість? Одна пружина видовжується на 9 см під дією сили 45 Н, тоді як інша пружина видовжується на 4 см під дією сили 20 Н. В скільки разів перша пружина жорсткіша за другу?
Подробный ответ:
Инструкция:
1) Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон Архимеда и формулу плотности. Сила Архимеда, действующая на тело, погруженное в жидкость равна весу вытесненной ею жидкости. Соответственно, масса газа равна массе вытесненного газа.
Сначала найдем объем вытесненного газа:
V = V_посудины — V_пустой_посудины = 3 л — 0 = 3 л = 3 дм^3
Теперь найдем массу вытесненного газа:
m = p * V = 800 кг/м^3 * 3 дм^3 = 2400 кг
Для поднятия этой массы требуется приложить силу равную ее весу:
F = m * g = 2400 кг * 9,8 м/с^2 = 23520 Н
Таким образом, чтобы поднять посудину с газом, необходимо приложить силу 23520 Н.
2) Чтобы определить, какая пружина жестче, мы должны вычислить и сравнить значения их жесткости. Формула жесткости пружины:
k = F / x
где F — сила, x — изменение длины пружины под действием этой силы, k — жесткость пружины.
Для первой пружины:
k1 = 45 Н / 9 см = 5 Н/см
Для второй пружины:
k2 = 20 Н / 4 см = 5 Н/см
Как видно, значения жесткости обеих пружин одинаковы. Следовательно, первая пружина не жестче в какой-то раз по сравнению со второй.
Совет:
Для более легкого понимания и решения задач из механики, рекомендуется прочитать и изучить основные понятия и законы этой области физики. Важно разобраться с правилами применения формул и законов, а также научиться анализировать и конкретизировать данные в самой задаче перед решением.
Упражнение:
1) Какую силу нужно приложить, чтобы поднять предмет массой 2 кг в поле тяжести Земли?
2) Если масса объекта равна 5 кг, а его объем — 0,25 м^3, какова его плотность?