Comprendre les forces
* Fondage: Lorsqu'un objet est submergé dans un liquide (comme l'eau), il éprouve une force ascendante appelée flottabilité. Cette force est égale au poids du fluide déplacé par l'objet.
* Gravité: La balle est tirée vers le bas par la gravité, ce qui est égal à son poids.
Force Calcul
1. Calculez la force flottante:
* Volume de la balle: Calculez le volume de la balle à l'aide de la formule pour le volume d'une sphère:(4/3) πr³, où 'r' est le rayon de la balle.
* densité de l'eau: La densité de l'eau est d'environ 1000 kg / m³.
* Force buoyante =volume de balle * densité de l'eau * Accélération due à la gravité (g =9,8 m / s²)
2. Calculez le poids de la balle:
* masse de la balle: Trouvez la masse de la balle (généralement donnée dans le problème).
* poids =masse de balle * accélération due à la gravité (g =9,8 m / s²)
3. Force requise:
* La force nécessaire pour maintenir la balle sous l'eau est la différence entre le poids de la balle et la force de flottabilité.
Exemple
Disons que vous avez une balle avec:
* rayon: 0,1 mètre (10 cm)
* masse: 0,5 kg
1. Force flottante:
* Volume de balle: (4/3) π (0,1 m) ³ ≈ 0,00419 m³
* Force flottante: (0,00419 m³) * (1000 kg / m³) * (9,8 m / s²) ≈ 41,1 n (newtons)
2. Poids de la balle:
* poids: (0,5 kg) * (9,8 m / s²) ≈ 4,9 n
3. Force requise:
* Force requise: 4.9 n (poids) - 41,1 n (force de flottabilité) =-36,2 n
Résultat: La force requise pour maintenir le ballon sous l'eau est de -36,2 N. Le signe négatif indique que vous devez appliquer une force ascendante pour contrer la flottabilité et garder la balle immergée.
Remarque importante: Si la force flottante est supérieure au poids de la balle, la balle flottera à la surface.
