Залізну деталь розмірами 10×20×15 см занурюють у воду. Яку силу
потрібно прикласти, щоб утримати цю деталь у воді?
Ответы
Ответ:
Для того чтобы рассчитать силу, необходимую для удержания детали в воде, нужно учесть архимедову силу, которая действует на деталь.
Архимедова сила равна весу жидкости, которую вытесняет погруженное тело, и направлена вверх. Если вес тела больше архимедовой силы, то оно утонет, если вес меньше, то оно будет плавать.
Для расчета архимедовой силы необходимо знать объем детали и плотность воды.
Объем детали:
V = 10 см * 20 см * 15 см = 3000 см^3 = 0,003 м^3.
Плотность железа составляет примерно 7800 кг/м^3.
Масса детали:
m = ρ * V = 7800 кг/м^3 * 0,003 м^3 = 23,4 кг.
Плотность воды при стандартных условиях составляет примерно 1000 кг/м^3.
Объем воды, которую вытесняет деталь, равен ее объему:
V_воды = V = 0,003 м^3.
Масса воды, которую вытесняет деталь:
m_воды = V_воды * ρ_воды = 0,003 м^3 * 1000 кг/м^3 = 3 кг.
Архимедова сила, действующая на деталь, равна весу вытесненной воды:
F_А = m_воды * g = 3 кг * 9,81 м/с^2 = 29,43 Н.
Таким образом, для удержания детали в воде нужно приложить силу, равную архимедовой силе, то есть 29,43 Н.