Forza netta in un liquido
Un oggetto pesante 50 g galleggia liberamente in un liquido di densità 2.5 g/mL. Quando l'oggetto è posto in un liquido di densità 2 g/mL va a fondo. Qual è la forza che l'oggetto esercita sul fondo del contenitore?
Svolgimento
Se l'oggetto galleggia significa che d liquido = d oggetto per cui
m = 5*$10^-2$ kg
d = 2.5 g/mL = 2.5 g/$cm^3$ = 2.5*$10^3$ kg/$m^3$
V = $2*10^-5$ $m^3$
Se l'oggetto va a fondo
Fp - Fa = Fnetta
$m * g - (d*V*g)$ = Fnetta
Semplifico g e ottengo
$5*10^-2 - (2*10^3 * 2*10^-5)$= Fnetta
Fnetta = 0.01 N
Risultato atteso: 0.1 N
Ho fatto qualche conversione illegittima?
Svolgimento
Se l'oggetto galleggia significa che d liquido = d oggetto per cui
m = 5*$10^-2$ kg
d = 2.5 g/mL = 2.5 g/$cm^3$ = 2.5*$10^3$ kg/$m^3$
V = $2*10^-5$ $m^3$
Se l'oggetto va a fondo
Fp - Fa = Fnetta
$m * g - (d*V*g)$ = Fnetta
Semplifico g e ottengo
$5*10^-2 - (2*10^3 * 2*10^-5)$= Fnetta
Fnetta = 0.01 N
Risultato atteso: 0.1 N
Ho fatto qualche conversione illegittima?
Risposte
Perchè hai semplificato g? Non appare mica nella parte destra dell'equazione (Fnetta)
Se l'oggetto galleggia significa che d liquido = d oggetto
Ma davvero ? Galleggiare non vuol dire “essere completamente immerso, in equilibrio indifferente". Altrimenti, tutte le navi sarebbero sommergibili.
"ingres":
Perchè hai semplificato g? Non appare mica nella parte destra dell'equazione (Fnetta)
Hai ragione. Distrazione. In ogni caso continua a non darmi
"Shackle":Se l'oggetto galleggia significa che d liquido = d oggetto
Ma davvero ? Galleggiare non vuol dire “essere completamente immerso, in equilibrio indifferente". Altrimenti, tutte le navi sarebbero sommergibili.
Anche ad un livello della fisica che richiede una risoluzione profondamente semplicistica? E' tratto da un test d'ammissione
Dovresti riflettere sul fatto che l’oggetto galleggia quando è nel primo liquido di densità maggiore e va a fondo quando è nel liquido di densità minore.
E certo!!! Che facciamo, diamo le risposte più o meno corrette, a seconda del livello a cui ci troviamo?
Anche ad un livello della fisica che richiede una risoluzione profondamente semplicistica? E' tratto da un test d'ammissione
E certo!!! Che facciamo, diamo le risposte più o meno corrette, a seconda del livello a cui ci troviamo?
"Shackle":
Dovresti riflettere sul fatto che l’oggetto galleggia quando è nel primo liquido di densità maggiore e va a fondo quando è nel liquido di densità minore.
Anche ad un livello della fisica che richiede una risoluzione profondamente semplicistica? E' tratto da un test d'ammissione
E certo!!! Che facciamo, diamo le risposte più o meno corrette, a seconda del livello a cui ci troviamo?
Credimi, l'ho visto succedere in più occasioni in chimica e in biologia per cui non mi stupirei se il problema tangesse anche la fisica. Ci penso un pochino, comunque, proviamo a vedere se ne esce qualcosa di buono
Un conto sono risposte approssimate (anche tanto), un altro risposte sbagliate, concettualmente sbagliate.
non mi stupirei se il problema tangesse anche la fisica.
Io invece mi stupirei moltissimo, ho usato lo stesso verbo usato da te, ma ci sarebbe da usarne di peggiori.
Ci ho pensato più a fondo e ho dato una ripassata all'argomento. Se il corpo galleggia, ha una parte di volume immersa ed una emersa quindi il volume immerso e il volume del corpo non coincidono.
Infatti V imm = V corpo solo quando il corpo affonda.
Se nel 1° liquido il corpo galleggia allora
$Fa = Fp$
$ d * V * g $ = $ m * g $
e, ricordando che d = m/V, dovrei poter scrivere
d corpo * V corpo = d liquido * V liquido
(0.05/V corpo) * V corpo = $2.5*10^3$ * V liquido
V liquido spostato/immerso = $2*10^-5$ $ m^3$
Ora però mi sembrano mancare troppi dati per proseguire e non vedo vie d'uscita. Mi dareste un suggerimento?
Infatti V imm = V corpo solo quando il corpo affonda.
Se nel 1° liquido il corpo galleggia allora
$Fa = Fp$
$ d * V * g $ = $ m * g $
e, ricordando che d = m/V, dovrei poter scrivere
d corpo * V corpo = d liquido * V liquido
(0.05/V corpo) * V corpo = $2.5*10^3$ * V liquido
V liquido spostato/immerso = $2*10^-5$ $ m^3$
Ora però mi sembrano mancare troppi dati per proseguire e non vedo vie d'uscita. Mi dareste un suggerimento?
E' chiaramente un quesito fatto male e per risolverlo correttamente mancano i dati necessari.
Però dopo aver visto le soluzioni "corrette" di qualche quesito dello stesso testo che hai postato in precedenza diciamo che non mi stupisco più di tanto.
Assodato che con i dati a disposizione non si arriva da nessuna parte, e con il solo scopo di ottenere la soluzione del testo, farò qualche ipotesi aggiuntiva.
Quindi ammettiamo che nel primo caso il corpo galleggi a filo del livello del primo fluido, ovvero sia quasi del tutto immerso. In questo caso effettivamente il volume del liquido spostato è approssimativamente uguale a quello del corpo ovvero e tale volume da 50 g. Nel secondo caso il peso del fluido spostato sarà 40 g essendo la densità i 4/5 della precedente.
Il netto quindi sono $F=0.01 kg_p approx 0.1 N$.
Anche i conti che avevi fatto, sempre nell'ipotesi di cui sopra, vanno bene, perchè sarebbe risultato $F_text(netta) = g*0.01 approx 10*0.01 =0.1 N$.
Però dopo aver visto le soluzioni "corrette" di qualche quesito dello stesso testo che hai postato in precedenza diciamo che non mi stupisco più di tanto.
Assodato che con i dati a disposizione non si arriva da nessuna parte, e con il solo scopo di ottenere la soluzione del testo, farò qualche ipotesi aggiuntiva.
Quindi ammettiamo che nel primo caso il corpo galleggi a filo del livello del primo fluido, ovvero sia quasi del tutto immerso. In questo caso effettivamente il volume del liquido spostato è approssimativamente uguale a quello del corpo ovvero e tale volume da 50 g. Nel secondo caso il peso del fluido spostato sarà 40 g essendo la densità i 4/5 della precedente.
Il netto quindi sono $F=0.01 kg_p approx 0.1 N$.
Anche i conti che avevi fatto, sempre nell'ipotesi di cui sopra, vanno bene, perchè sarebbe risultato $F_text(netta) = g*0.01 approx 10*0.01 =0.1 N$.
Sono d’accordo con Ingres, ho provato a risolverlo ma mi sono accorto che mancano dei dati.
Innanzitutto, insospettisce proprio l’inizio del testo : "Un oggetto pesante 50 g ...” . Che cosa sono quei 50g ? Un peso? Una massa? Io direi una massa , per cui il peso in $N$ dovrebbe essere $P = Mg = 0.05 kg*9.81m/s^2 = 0.49N$
La forza $F$ esercitata dal fondo del recipiente, nel caso del secondo liquido meno denso, è uguale a $F = 0.1N$ (risultato fornito dal libro) . Quindi, se si procede a ritroso, si ha che :
$S_2+F = P \rarr S_2 = P-F = Mg - F = 0.39N $
Noto il valore della spinta $S_2$, si può determinare il volume dell’intero corpo , essendo : $S_2 = d_2gV $
Ma poi non si può fare altro. Ingres ha fatto delle assunzioni particolari, non indicate dal testo.
Innanzitutto, insospettisce proprio l’inizio del testo : "Un oggetto pesante 50 g ...” . Che cosa sono quei 50g ? Un peso? Una massa? Io direi una massa , per cui il peso in $N$ dovrebbe essere $P = Mg = 0.05 kg*9.81m/s^2 = 0.49N$
La forza $F$ esercitata dal fondo del recipiente, nel caso del secondo liquido meno denso, è uguale a $F = 0.1N$ (risultato fornito dal libro) . Quindi, se si procede a ritroso, si ha che :
$S_2+F = P \rarr S_2 = P-F = Mg - F = 0.39N $
Noto il valore della spinta $S_2$, si può determinare il volume dell’intero corpo , essendo : $S_2 = d_2gV $
Ma poi non si può fare altro. Ingres ha fatto delle assunzioni particolari, non indicate dal testo.
Grazie di cuore ragazzi, anche per avermi fatto ciò che era fallace nel ragionamento. Più tardi mi metto sotto e lo faccio di nuovo
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