👤

Zabawkę o objętości 500 cm3 wykonaną z tworzywa sztucznego zanurzono w wodzie ( gęstość wody= 1 g/cm3). Gęstość materiału, z którego wykonana jest zabawka wynosi 4500 kg/m3.

• Oblicz wartość siły wyporu działającej na zabawkę.

•Oblicz siłę ciężkości działającą na zabawkę

• Czy zabawka utonie w wodzie, czy wypłynie na powierzchnię? Odp. uzasadnij


Odpowiedź :

[tex]Dane:\\V = 500 \ cm^{3} = 0,0005 \ m^{3}\\d_{w} = 1\frac{g}{cm^{3}} = 1000\frac{kg}{m^{3}}\\d_{z} = 4500\frac{kg}{m^{3}}\\g = 10\frac{N}{kg}\\Szukane:\\F_{w} = ?\\F_{g} = ?[/tex]

Rozwiązanie

Siła wyporu działająca na zabawkę:

[tex]F_{w} = d_{cieczy}\cdot g\cdot V_{zanurzonego \ ciala \ lub \ jego \ zanurzonej \ czesci}\\\\F_{w} =1000\frac{kg}{m^{3}}\cdot10\frac{N}{kg}\cdot0,0005 \ m^{3}\\\\\boxed{F_{w} = 5 \ N}[/tex]

Siła ciężkości (grawitacji) działająca na zabawkę:

[tex]F_{g} = m\cdot g\\\\ale:\\\\m = d_{z}\cdot V, \ zatem\\\\F_{g} = d_{z}\cdot V\cdot g\\\\F_{g} = 4500\frac{kg}{m^{3}}\cdot0,0005 \ m^{3}\cdot10\frac{N}{kg}\\\\\boxed{F_{g} = 22,5 \ N}[/tex]

WARUNKI PŁYWANIA CIAŁ
Ciało tonie, gdy siła grawitacji jest większa os siły wyporu (Fg > Fw).

Ciało wypływa, gdy siła grawitacji jest mniejsza od siły wyporu (Fg < Fw).

Ciało pływa, gdy siła wyporu jest równ sile grawitacji.

[tex]\boxed{F_{g} > F_{w}}[/tex]

Odp. Ponieważ siła grawitaci jest większa od siły wyporu, to zabawka utonie w wodzie.