Условие задачи:

Шарик массой 20 г всплывает с постоянной скоростью в жидкости, плотность которой в 3 раза больше плотности шарика. Определите силу сопротивления жидкости.

Задача №3.3.30 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

$m=20$ г, $\rho_{ж}=3 \rho$, $F_с-?$

Решение задачи:

На шарик действуют три силы: сила тяжести $mg$, сила Архимеда $F_А$ и сила сопротивления жидкости $F_с$. Шарик всплывает с постоянной скоростью, запишем первый закон Ньютона в проекции на ось $y$:

$${F_А} — mg — {F_с} = 0$$

$${F_с} = {F_А} — mg$$

Распишем силу Архимеда $F_А$ и массу $m$ в получившейся формуле:

$${F_с} = {\rho _ж}gV — \rho Vg$$

$${F_с} = \left( {{\rho _ж} — \rho } \right)gV$$

По условию плотность жидкости в три раза больше плотности шарика ($\rho_{ж}=3 \rho$), поэтому:

$${F_с} = \left( {3\rho  — \rho } \right)gV = 2\rho gV$$

Нетрудно заметить, что произведение плотности шарика $\rho$ на его полный объем $V$ равно его массе ($m=\rho V$), поэтому:

$${F_с} = 2mg$$

Переведем массу шарика из грамм в килограммы и посчитаем ответ:

$$20\;г = 0,02\;кг$$

$${F_с} = 2 \cdot 0,02 \cdot 10 = 0,4\;Н = 400\;мН$$

Ответ: 400 мН.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

3.3.29 Тело массой 2 кг и объемом 1 л находится в озере на глубине 5 м. Какую необходимо
3.3.31 Шарик на нити, уравновешенный на весах, опускают в воду. Когда шарик на 0,3 своего
3.3.32 В сосуд налили ртуть и сверху неё масло. Шар в сосуде плавает так, что он ровно