2018-07-21
Насколько изменится вес тела объемом $1,5 м^{3}$, если его поместить в воду? Существенно ли изменится вес тела, если воду нагреть на $80^{ \circ} С$? Объемным расширением самого тела пренебречь.
Решение:
На тело, погруженное в воду, действуют: сила тяжести $\vec{F}_{т}$, сила натяжения нити $\vec{T}_{н}$ и выталкивающая сила $\vec{F}_{выт}$. Запишем условие равновесия тела в скалярной форме относительно оси у:
$F_{выт} + T_{н} - F_{т} = 0$,
откуда
$T_{н} = F_{т} - F_{выт}$.
Здесь $F_{выт} = \rho Vg$, где $\rho$ - плотность поды, $T_{н}$ - численно равна весу тела. Очевидно, что вес тела при его погружении в во,чу уменьшается на величину
$\Delta P = F_{выт} = \rho Vg = 1,5 \cdot 10^{4} Н$.
При нагревании воды на $\Delta T = 80 К$ плотность воды станет равной
$\rho_{1} = \frac{ \rho}{1 + \beta \Delta T}$.
и выражение для выталкивающей силы примем1 иид
$F_{выт}^{ \prime} = \rho_{1}Vg = \frac{ \rho Vg}{1 + \beta \Delta T}$,
где $\beta = 2,1 \cdot 10^{-5} К^{-1}$ - коэффициент оГ)гь
$F_{выт}^{ \prime} = 14 982 Н, \Delta P_{1} = F_{выт} - F_{выт}^{ \prime} = 18 Н$.