Качественная задача №27

Пустой тонкостенный цилиндрический стакан переворачивают вверх дном и медленно погружают в глубокий водоем, удерживая ось стакана в вертикальном положении. Над поверхностью водоема находится воздух, температура которого равна температуре воды. Опираясь на законы механики и молекулярной физики, объясните, как при погружении стакана от поверхности воды вглубь водоема будет изменяться модуль выталкивающей силы, действующей на стакан.

PIC

При медленном погружении на стакан будет действовать атмосферное давление и гидростатическое давление (p= ρgH,  ρ  — плотность жидкости, H  — уровень столба жидкости), которая будет возрастать при опускании.

Рассмотрим нижнюю часть стакана, а именно границу воды и воздуха. Тогда давление воды равно pатм+ ρgh  , оно равно давлению воздуха, так как процесс изотермический объем воздуха будет уменьшаться, вода будет затекать. Т.к. сила Архимеда(Fарх = ρgVп.ч.,  ρ  — плотность жидкости в которой плавает тело, Vп.ч.  — объём тела погруженного в жидкость) прямо пропорциональна объему погружаемого тела, то при уменьшении объёма воздуха и пара сила Архимеда также будет уменьшаться.

Оцените статью
Я решу все!