Дано:
Масса стеклянной бутылки, m = 400 г = 0.4 кг
Найти:
Скорость, с которой утонет бутылка в море.
Решение:
Всплывающая сила, F_плав, равна весу жидкости, вытесненной погруженным телом:
F_плав = m_ж * g
где m_ж - масса вытесненной жидкости, g - ускорение свободного падения.
Масса вытесненной жидкости определяется объемом V вытесненной жидкости и плотностью ρ этой жидкости:
m_ж = ρ * V
Объем вытесненной жидкости равен объему погруженной части бутылки.
Так как плотность стекла примерно 2500 кг/м^3, а плотность морской воды 1025 кг/м^3, то объем вытесненной воды:
V = m / ρ_воды
Подставляем значения:
V = 0.4 кг / 1025 кг/м^3 ≈ 3.90 * 10^-4 м^3
Теперь можем найти массу вытесненной воды:
m_ж = ρ_воды * V
m_ж = 1025 кг/м^3 * 3.90 * 10^-4 м^3 ≈ 0.40 кг
Теперь можем найти всплывающую силу:
F_плав = m_ж * g
F_плав = 0.40 кг * 9.8 м/с^2 ≈ 3.92 Н
Ответ: всплывающая сила равна 3.92 Н.