Uwaga! Uzyskany przez nas wynik może różnić się z podaną odpowiedzią na końcu zbioru zadań, ponieważ została przyjęta inna wartość przyspieszenia ziemskiego. Zauważmy, że w treści zadania nie zostało podane, jaką dokładnie wartość mamy przyjąć.
Dane:
Rozwiązując to zadanie, skorzystamy również z:
▶ wartość przyspieszenia ziemskiego: .
Szukane:
Rozwiązanie:
Naszym zadaniem jest wyznaczenie objętości skały bazaltowej na podstawie wskazań siłomierza.
Zauważmy, że siłomierz w powietrzu wskazuje wartość ciężaru skały bazaltowej. Zapiszemy więc, że wartość siły ciężkości skały jest równa wskazania siłomierza:
Na skałę zanurzoną w cieczy będzie dodatkowo działać siła wyporu cieczy .
Siła wyporu działająca na ciało zanurzone w płynie jest skierowana pionowo do góry – przeciwnie do ciężaru. Wartość siły wyporu jest równa ciężarowi płynu wypartego przez to ciało:
gdzie:
- wartość siły wyporu,
- gęstość cieczy, w której znajduje się ciało,
- wartość przyspieszenia ziemskiego,
- objętość wypartej cieczy równa objętości części ciała zanurzonej w płynie.
Na zanurzoną skałę w wodzie działa siła ciężkości zwrócona pionowo w dół oraz siła wyporu wody zwrócona pionowo w górę. Wyciągamy więc wniosek, że działa na zanurzoną kulkę niezerowa wypadkowa siła. Siłomierz wskazuje wartość tej siły, gdy skałę zanurzymy w wodzie. Zapiszemy więc:
Jednak wiemy, że:
Wówczas:
Podstawiamy wzór na wartość siły wyporu wody:
Podstawiamy dane liczbowe do wzoru i obliczamy:
Odpowiedź: Skała bazaltowa ma objętość .
Mateusz Bajda
Nauczyciel fizyki
Zobacz lekcje, które wyjaśnią temat krok po kroku:
Tutaj pojawi się lista Twoich książek
Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.
