5. Какую силу нужно приложить, чтобы поднять ка- мень массой 30 кг, объемом 0,012 м³, находящийся под водой?
Ответы
Для того чтобы рассчитать силу, необходимую для поднятия камня из воды, необходимо учитывать вес камня и силу Архимеда, действующую на него со стороны воды.
Масса камня равна 30 кг, а его объем равен 0,012 м³. Так как камень находится под водой, то часть его объема занимает вода, и его эффективный объем меньше, чем 0,012 м³. Объем воды, занимаемой камнем, равен объему вытесненной воды, то есть:
Vводы = Vкамня = 0,012 м³
Сила Архимеда, действующая на камень, равна весу вытесненной им воды и определяется по формуле:
Fарх = ρводы * g * Vводы,
где ρводы - плотность воды, g - ускорение свободного падения.
Значение плотности воды при стандартных условиях составляет 1000 кг/м³, а ускорение свободного падения принимается равным 9,8 м/с².
Тогда:
Fарх = 1000 кг/м³ * 9,8 м/с² * 0,012 м³ = 11,76 Н
Чтобы поднять камень из воды, нужно приложить силу, превышающую силу Архимеда. Если сила, приложенная к камню, равна силе Архимеда, то камень будет находиться в равновесии и не будет двигаться. Если сила, приложенная к камню, превышает силу Архимеда, то камень начнет двигаться вверх.
Следовательно, для того чтобы поднять камень из воды, нужно приложить силу, превышающую 11,76 Н. Ее величина будет зависеть от скорости подъема камня, силы трения воды и других факторов.