Понимание плотности и выталкивающей силы

Стакан с водой, поставленный на весы, регистрирует вес 0,61 Н. Если полностью опустить стальной куб в воду (без контакта с стаканом), показания весов возрастут до 0,69 Н. Стальной куб имеет плотность 7800   к г / м 3 заменяется деревянным бруском точно таких же размеров, но плотностью всего 850   к г / м 3. Мне нужна помощь, чтобы понять, почему шкала все еще показывает 0,69 Н.

Я думал, что вес будет между 0,61 Н и 0,69 Н, потому что вы заменяете стальной куб чем-то таким же объемом, но менее плотным, и я понимаю, что это будет иметь массу меньше массы куба, поскольку

м "=" р × в
. Уменьшение массы должно привести к уменьшению показаний весов. Почему здесь не так?

Ответы (2)

Любой предмет, полностью или частично погруженный в жидкость, поднимается вверх с силой, равной весу жидкости, вытесненной этим предметом по Архимеду . Учитывая, что есть что-то, что компенсирует вес тела (например, веревка), и поскольку объект полностью погружен в воду и находится в покое, подразумевается, что вы толкаете его с силой, равной выталкивающей силе. Эта сила считывается весами. Теперь, поскольку два объекта вытесняют один и тот же объем воды, в соответствии с изложенным принципом они испытывают одинаковую восходящую силу, поэтому вы должны толкать каждый из них с одинаковой силой. Отсюда такое же чтение.

Вам вообще не должно быть необходимости «толкать» объекты — гравитация обеспечивает более чем достаточную силу, чтобы «втянуть» их в жидкость.
гравитация обеспечивает более чем достаточную силу, чтобы «втянуть» их в жидкость. Неправда, если это старая древесина с достаточным количеством воздушных карманов. Что ж, наблюдение верно, отредактировал ответ для большей ясности.
Вы правы в случае с деревом, я имел в виду стальной куб.
Когда железный кубик опустится на дно, разве весы не покажут вес воды плюс вес железного кубика? Железный куб ускоряется вниз, когда он погружен, а деревянный - нет. Итак, когда железный куб опирается на основание, он должен быть суммой весов, верно?
@NSJOHN Вопрос касается опускания стального куба, а не его падения. В последнем случае ваш вопрос актуален.
Хорошо, я этого не заметил

Причина, по которой этот результат кажется загадочным, заключается в том, что, как уже говорилось, вы упустили из виду часть «без какого-либо контакта с химическим стаканом». Чтобы подвесить куб плотнее воды в воде, не опускаясь на дно, вам понадобится веревка, удерживающая куб. Натяжение этой веревки создаст любую силу, необходимую для поддержания статического равновесия. Таким образом, напряжение плюс сила плавучести уравновешивает силу тяжести. Согласно третьему закону Ньютона выталкивающая сила воды на куб (единственная сила воды на куб) равна силе куба на воде.

Таким образом, единственная сила, с которой куб действует на воду, а значит, на стакан и, следовательно, на весы, равна по величине силе плавучести куба, которая зависит только от объема, а не от плотности, и поэтому равна для стального и деревянного куба.

Понимание плотности и выталкивающей силы
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v