Question

Какую силу надо приложить к пробковому кубу с ребром 0,5 м, чтобы удержать его под водой? Решить через дано. Заранее спасибо

Answer 1

Ответ: 1 дано

а=0,5 м

F-?

Сила, удерживающая пробковый куб будет равна разнице архимедовой силы (выталкивающей пробку из воды) и силы тяжести(силе погружающей пробку в воду)

Плотность пробки находим по справочнику и записываем 240 кг/м^3

Плотность воды принимаем равной 1000 кг/м^3

Fарх.=pвgV

Fтяж.=pпробки gV

g=10м/с^2

V=0,5*0,5*0,5=0,125

F=Fтяж.-Fарх.=gV(pпробки-pводы)=-950Н

Знак минус в данном случае означает, что силу нужно приложить по направлению силы тяжести, т.е.  к земле.

Answer 2

Чтобы решить эту задачу, нам нужно учесть принцип Архимеда, который гласит, что всякое тело, погруженное в жидкость, испытывает со стороны этой жидкости поддерживающую силу, равную весу выталкиваемой жидкости. То есть, чтобы удержать пробковый куб под водой, нужно приложить силу, равную его весу минус вес выталкиваемой жидкости.

Дано:

• Плотность пробки (ρпробки) = 240 кг/м³ (плотность пробки)
• Ускорение свободного падения (g) = 9.81 м/с² (приближенное значение ускорения свободного падения на поверхности Земли)
• Объем куба (Vкуба) = (0,5 м)³ = 0,125 м³ (объем куба)
• Плотность воды (ρводы) = 1000 кг/м³ (плотность воды)

Сначала найдем вес пробкового куба: Вес = масса * ускорение свободного падения Вес = плотность * объем * ускорение свободного падения Вес = 240 кг/м³ * 0,125 м³ * 9,81 м/с² ≈ 294,735 Н (ньютон)

Теперь найдем вес выталкиваемой жидкости (Архимедова сила): Вес выталкиваемой жидкости = плотность жидкости * объем выталкиваемой жидкости * ускорение свободного падения Объем выталкиваемой жидкости равен объему куба (так как куб полностью погружен в жидкость) Вес выталкиваемой жидкости = 1000 кг/м³ * 0,125 м³ * 9,81 м/с² ≈ 1226,25 Н (ньютон)

Теперь находим силу, которую нужно приложить для удержания куба под водой: Необходимая сила = Вес - Вес выталкиваемой жидкости Необходимая сила = 294,735 Н - 1226,25 Н ≈ -931,515 Н (ньютон)

Отрицательное значение силы означает, что сила должна быть направлена вверх, против направления веса. То есть, чтобы удержать пробковый куб под водой, необходимо приложить силу примерно 931,515 Н вверх.