Question

Определите силу, которую нужно приложить, чтобы удержать под водой на Марсе кусок пемзы массой 0,15 кг, если плотность пемзы 600 кг/м3, а ускорение свободного падения на Марсе 3,7 Н/кг​

Answer 1

g=3.7  Н/кг​

m₁=0.15  кг

ρ₁=600 кг/м³

ρ₂=1000 кг/м³

F-?

F=Fₐ-Fₙ

F=ρ₂V₁g-m₁g

F=g(ρ₂m₁/ρ₁-m₁)

F=3.7×(1000×0.15÷600-0.15)=0.37 Н

ответ:  0,37 Н

Answer 2

Для определения силы, которую нужно приложить, чтобы удержать под водой кусок пемзы на Марсе, мы можем использовать закон Архимеда.

Закон Архимеда гласит, что величина поднятой жидкостью силы на тело равна весу вытесненной жидкости. Формула для расчёта этой силы выглядит следующим образом:

$F_{\text{Архимеда}} = \rho_{\text{жидкости}} \cdot V_{\text{вытесненной}} \cdot g,$

где: $\rho_{\text{жидкости}}$ - плотность жидкости (в данном случае вода), $V_{\text{вытесненной}}$ - объем жидкости, вытесненной погруженным телом (пемзой), $g$ - ускорение свободного падения на Марсе.

Первым шагом нужно определить объем пемзы, который вытесняет воду при погружении под воду. Объем пемзы вычисляется следующим образом:

$V_{\text{пемзы}} = \frac{m_{\text{пемзы}}}{\rho_{\text{пемзы}}},$

где: $m_{\text{пемзы}} = 0.15$ кг - масса пемзы, $\rho_{\text{пемзы}} = 600$ кг/м³ - плотность пемзы.

Теперь вычислим объем пемзы:

$V_{\text{пемзы}} = \frac{0.15 \, \text{кг}}{600 \, \text{кг/м}^3} = 0.00025 \, \text{м}^3.$

Теперь можем вычислить силу Архимеда:

$F_{\text{Архимеда}} = \rho_{\text{воды}} \cdot V_{\text{пемзы}} \cdot g,$

где: $\rho_{\text{воды}}$ - плотность воды на Марсе, которая примерно равна 1000 кг/м³.

Теперь подставим все значения:

$F_{\text{Архимеда}} = 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 0.00025 \, \text{м}^3 \cdot 3.7 \, \text{Н/кг} = 0.925 \, \text{Н}.$

Таким образом, чтобы удержать под водой на Марсе кусок пемзы массой 0,15 кг, необходимо приложить силу примерно 0,925 Н.