Page 296 - physics5

280 บทที่ 17 | ของแข็งและของไหล ฟิสิกส์ เล่ม 5 ฟิสิกส์ เล่ม 5 บทที่ 17 | ของแข็งและของไหล 281

-3
= 7.84 × 10 N
-3 -3
้
ำ
้
ำ
ตอบ แรงพยุงท่นาและนามันกระทาต่อเหล็กเท่ากับ 9.8 × 10 และ 7.84 × 10 นิวตัน
ำ
ี
ตามลำาดับ
17. นำาแท่งไม้รูปลูกบาศก์มีความยาวด้านละ 0.5 เมตร มีความหนาแน่น 800 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์
เมตรไปลอยน้ำาที่มีความหนาแน่น 1000 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร
ก. แท่งไม้จมน้ำาลึกเท่าใด
ข. จะต้องใช้แรงกดที่แท่งไม้เท่าใด เพื่อให้จมมิดน้ำาพอดี
วิธีทำา ก. สมมติให้แท่งไม้จมน้ำาลึก h
แท่งไม้ลอยน้ำาได้แสดงว่า น้ำาหนักของแท่งไม้ = น้ำาหนักของน้ำาที่ถูกแทนที่
m wood g = m g
w
ρ wood V wood g = ρ V g
w
w
( 800 kg / m 3 )( 5 . 0 ) m 3
แทนค่าจะได้ V = wood V wood = 3 = 0.1 m 3
w
w 1000 kg / m
2
แต่ V = (0.5 m) h
w
2
ดังนั้น (0.5 m) h = 0.1 m 3
h = 0.4 m
ข. ปริมาตรของแท่งไม้ส่วนที่ลอยน้ำา = (0.5 m) × (0.5 m) × (0.1 m) = 0.025 m 3
ดังนั้นเมื่อออกแรงกดแท่งไม้ให้จมมิดน้ำาพอดี น้ำาจะถูกแทนที่อีก 0.025 m 3
2
3
น้ำาปริมาตรนี้ มีน้ำาหนัก = ρVg = (1000 kg/m )(0.025 m )(9.8 m/s ) = 245 N
3
นั่นคือต้องออกแรงกด 245 N
และยังหาแรงที่กดเพื่อให้แท่งไม้จมมิดได้อีกวิธีโดยใช้สมดุลของแรง
F + m wood g = F B

F + ρ wood Vg = ρ Vg
w
F = (ρ - ρ wood )Vg
w
3 3 3 2
= (1000 kg/m - 800 kg/m )(0.5 m )(9.8 m/s )
= 245 N
ตอบ ก. แท่งไม้จมน้ำาลึก 0.4 เมตร
ข. ใช้แรงกด 245 นิวตัน เพื่อให้แท่งไม้จมมิดน้ำาพอดี

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี