Question

Сосновое бревно объёмом 1,2 куб. метров было закреплено на дне водоёма на глубине 8 м. Когда его освободили от якоря оно начало равномерно вспоывать. Рассчитайте силу тяжести, архимедову силу и силу сопротивления воды. Рассчитайте так же работу каждой силы.

Answer 1

Дано: V=1,2 м^3; h=8м; (ро)сосны=400 кг/м^3; Fт - ? Fa - ? Fc - ?
--------------------------------------------------------------------------------------------------
Fт=mg=(po)c*Vg=400*1,2*10=4800 H - сила тяжести бревна;
Fa=(po)в*Vg=1000*1,2*10=12000 H - сила Архимеда;
Бревно всплывает равномерно, значит сила Архимеда (вверх) уравновешивает силу тяжести и силу сопротивления воды (вниз).
Fa=Fт+Fc; Fc=Fa-Fт=12000-4800=7200 Н - сила сопротивления.
A=F*h; 
Aa=Fa*h=96 000 Дж;
IAтI=Fт*h=38 400 Дж; работа силы тяжести и силы сопротивления отрицательная, т.к. совершается против сил. Векторы сил и перемещения противонаправлены.
IAcI=Fc*h=57 600 Дж.

Answer 2

Для решения данной задачи нам понадобятся следующие физические формулы:

1. Сила тяжести (Fтяжести) рассчитывается по формуле: Fтяжести = m * g, где m - масса предмета, g - ускорение свободного падения (приближенно принимается равным 9,8 м/с^2).

2. Архимедова сила (Fархимеда) рассчитывается по формуле: Fархимеда = плотность * Vпогруженной * g, где плотность - плотность вещества (для соснового бревна можно принять около 500 кг/м^3), Vпогруженной - объём погруженной части предмета.

3. Сила сопротивления воды (Fсопротивления) рассчитывается по формуле: Fсопротивления = 0,5 * плотность_воды * C * A * V^2, где плотность_воды - плотность воды (принимается около 1000 кг/м^3), C - коэффициент сопротивления (для бревна примем его равным 1), A - площадь поперечного сечения бревна, V - скорость движения бревна.

4. Работа силы (W) рассчитывается по формуле: W = F * s, где F - сила, s - путь, по которому действует сила.

Теперь приступим к решению:

1. Рассчитаем массу соснового бревна, зная его объём и плотность: m = плотность * V, m = 500 кг/м^3 * 1,2 м^3 = 600 кг.

2. Рассчитаем силу тяжести: Fтяжести = m * g, Fтяжести = 600 кг * 9,8 м/с^2 = 5880 Н.

3. Рассчитаем объём погруженной части бревна: Vпогруженной = V - Vвыталкивающей, где Vвыталкивающей - объём выталкивающей воды. Так как бревно полностью погружено, то Vвыталкивающей = V. Vпогруженной = 1,2 м^3 - 1,2 м^3 = 0 м^3.

4. Рассчитаем архимедову силу: Fархимеда = плотность * Vпогруженной * g