Закон на Архимед. Изтласкваща сила
Всяко тяло, потопено в течност или газ, е подложено на сила, насочена вертикално нагоре, наречена изтласкваща или Архимедова сила. Според закона на Архимед тя е равна на теглото на изместената от тялото течност: FA = ρтgV. Тялото потъва, ако плътността му е по-голяма от тази на течността, и плава, ако е по-малка. При плаване изтласкващата сила е равна на теглото на тялото.
Какво да запомним
- FA = ρтечност·g·Vпотопен
- Сравнение на плътности: ρтяло > ρтечност потъва, по-малка плава.
- Плаващо тяло: FA = mg.
- В солена вода изтласкващата сила е по-голяма, защото плътността е по-голяма.
Пример
Тяло тежи 10 N във въздуха и 6 N във вода: FA = 4 N, значи V = 4/(1000·10) = 0,0004 m3 = 400 cm3.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Накъде е насочена изтласкващата (Архимедовата) сила?
- Вертикално надолу
- Хоризонтално
- Вертикално нагоре
- По посоката на течението
Отговор: Вертикално нагоре
Налягането отдолу е по-голямо от налягането отгоре, затова равнодействащата е нагоре.
От какво зависи изтласкващата сила върху тяло във вода?
- От масата на тялото
- От плътността на течността и обема на потопената част
- От дълбочината, на която е изцяло потопено
- От цвета на тялото
Отговор: От плътността на течността и обема на потопената част
FA = ρтgVп, където ρт е плътността на течността, а Vп е потопеният обем.
Кубче с обем 50 cm3 е изцяло потопено във вода. Каква е изтласкващата сила? (ρ = 1000 kg/m3, g = 10 m/s2)
- 5 N
- 0,5 N
- 50 N
- 0,05 N
Отговор: 0,5 N
50 cm3 = 0,00005 m3, FA = 1000·10·0,00005 = 0,5 N.
Кога тяло плава на повърхността на течност?
- Когато плътността му е по-малка от плътността на течността
- Когато плътността му е по-голяма от тази на течността
- Когато масата му е малка
- Когато обемът му е голям
Отговор: Когато плътността му е по-малка от плътността на течността
Тогава изтласкващата сила при пълно потапяне е по-голяма от силата на тежестта и тялото изплува.
Тяло тежи 10 N във въздуха и 6 N, когато е изцяло потопено във вода. Какъв е обемът му? (ρ = 1000 kg/m3, g = 10 m/s2)
- 600 cm3
- 1000 cm3
- 40 cm3
- 400 cm3
Отговор: 400 cm3
FA = 10 − 6 = 4 N, V = FA/(ρg) = 4 : 10 000 = 0,0004 m3 = 400 cm3.
Какво се случва с плътно тяло, чиято плътност е по-голяма от плътността на водата?
- Плава на повърхността
- Изскача нагоре
- Плава наполовина потопено
- Потъва
Отговор: Потъва
Когато плътността на тялото е по-голяма от тази на течността, силата на тежестта е по-голяма от изтласкващата сила.
На какво е равна изтласкващата сила според закона на Архимед?
- На теглото на тялото във въздуха
- На масата на течността в съда
- На теглото на изместената от тялото течност
- На обема на тялото
Отговор: На теглото на изместената от тялото течност
Изтласкващата сила е равна на теглото на течността, която тялото измества с потопената си част.
В коя вода изтласкващата сила върху едно и също изцяло потопено тяло е по-голяма?
- В солената морска вода
- В прясната вода
- Еднаква е
- Зависи от температурата на въздуха
Отговор: В солената морска вода
Солената вода има по-голяма плътност, а изтласкващата сила е F = ρgV.
Дървено трупче с маса 2 kg плава във вода. Колко е изтласкващата сила? (g = 10 m/s2)
- 2 N
- 10 N
- 0 N
- 20 N
Отговор: 20 N
Плаващото тяло е в равновесие, затова изтласкващата сила е равна на силата на тежестта: 2 · 10 = 20 N.
Какъв обем вода измества плаваща лодка с маса 300 kg? (ρ = 1000 kg/m3)
- 3 m3
- 0,3 m3
- 30 m3
- 0,03 m3
Отговор: 0,3 m3
Лодката измества вода с маса, равна на своята: V = m/ρ = 300/1000 = 0,3 m3.
Кой учен открива закона за изтласкващата сила?
- Паскал
- Архимед
- Нютон
- Келвин
Отговор: Архимед
Законът носи името на древногръцкия учен Архимед.
Защо във вода можем да вдигнем по-тежък камък, отколкото на сушата?
- Водата го изтласква нагоре
- Камъкът става по-лек по маса
- Във водата няма гравитация
- Ръцете са по-силни
Отговор: Водата го изтласква нагоре
Изтласкващата сила е насочена нагоре и частично уравновесява силата на тежестта.
Кубче с обем 200 cm3 е изцяло потопено в олио (ρ = 900 kg/m3). Каква е изтласкващата сила?
- 2 N
- 18 N
- 0,18 N
- 1,8 N
Отговор: 1,8 N
V = 0,0002 m3, FA = 900 · 10 · 0,0002 = 1,8 N.
Плаващ кораб влиза от река в море. Какво става с газенето му (потопената част)?
- Увеличава се
- Не се изменя
- Намалява
- Корабът потъва
Отговор: Намалява
Солената вода е по-плътна, затова за същата изтласкваща сила е нужен по-малък потопен обем.
Тяло с обем 0,5 dm3 и маса 0,4 kg е пуснато във вода. Каква част от обема му е потопена, когато плава?
- 80%
- 40%
- 50%
- Потъва
Отговор: 80%
FA = mg = 4 N, Vпот = 4/(1000 · 10) = 0,4 dm3, т.е. 80% от обема.