Определить, на сколько отличается вес тела объёмом 1000 см3 в воздухе и в вакууме

Предмет: Физика

Раздел: Механика, раздел гидростатики (в частности, закон Архимеда)

Задача:

Нужно определить, на сколько отличается вес тела объёмом 1000 см³ в воздухе и в вакууме. Известно, что плотность воздуха составляет 1,29 кг/м³.

Пояснение:

Вес тела в воздухе будет меньше, чем в вакууме, так как на тело в воздухе действует выталкивающая сила. В вакууме эта выталкивающая сила отсутствует, поэтому вес тела в вакууме будет больше, чем в воздухе.

Для расчета разницы весов, давайте воспользуемся законом Архимеда, который гласит, что на тело, погружённое в жидкость или газ (в данном случае воздух), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненного им объёма жидкости или газа.

Выталкивающая сила:

Действует на тело с силой:

\[ F_\text{выт} = \rho_\text{воздуха} \cdot g \cdot V \]

Где:

• \(F_\text{выт}\) - выталкивающая сила (в ньютонах),
• \(\rho_\text{воздуха} = 1{,}29 \, \text{кг/м}^3\) - плотность воздуха,
• \(g \approx 9{,}8 \, \text{м/с}^2\) - ускорение свободного падения,
• \(V = 1000 \, \text{см}^3 = 0{,}001 \, \text{м}^3\) - объём тела.

Шаг 1: Вычислим выталкивающую силу.

\[ F_\text{выт} = 1{,}29 \cdot 9{,}8 \cdot 0{,}001 = 0{,}012642 \, \text{Н} \]

Шаг 2: Определим разницу в весе.

Вес в вакууме больше на величину выталкивающей силы, действующей на тело в воздухе. Значит, разница между весом тела в вакууме и в воздухе равна выталкивающей силе.

Таким образом, разница в весе тела составит 0,012642 Н (ньютонов).

Ответ:

Разница в весе тела объемом 1000 см³ в воздухе и в вакууме составляет примерно 0,01264 Н (ньютонов).