Question

Какую силу нужно приложить к пробковому кубу с ребром 0.5 м, чтобы удержать его под водой? Плотность пробки равна 0.2 г/см3.

Answer 1

На куб под водой будут действовать следующие силы:
- сила земного притяжения, тянет вниз
- выталкивающая сила Архимеда действует вверх
- сила, с которой необходимо удерживать куб под водой, действует вниз.
Поскольку куб под водой должен находиться в состоянии покоя (не углубляться и не всплывать), согласно первому закону Ньютона равнодействующая всех сил должна равняться нулю. таким образом, сила, с которой нужно удерживать куб под водой, равна разности выталкивающей силы и силы земного притяжения.
1.Найдем объем куба. Он равен произведению длины трех ребер 0,5 * 0,5 * 0,5 = 0,125 м.куб
2. Выталкивающая сила равна произведению объема куба на удельную плотность воды
3. Сила земного притяжения равна произведению объема куба на удельную плотность пробки
4. Сила, с которой нужно удерживать куб под водой, равна разности выталкивающей силы и силы земного притяжения

Answer 2

Для определения силы, которую нужно приложить, чтобы удержать пробковый куб под водой, мы можем использовать принцип Архимеда. Согласно этому принципу, всплывающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, равна весу выталкиваемой жидкости.

Для начала, нам нужно определить объем пробкового куба. Мы знаем, что его ребро равно 0,5 метра, так что его объем можно найти, возводя это значение в куб:

Объем куба (V) = (0,5 м)³ = 0,125 м³

Теперь мы можем найти массу пробки, используя ее плотность:

Масса пробки (m) = Плотность (ρ) x Объем (V) Масса пробки (m) = 0,2 г/см³ x 0,125 м³ = 25 г

Теперь, когда у нас есть масса пробки, мы можем найти ее вес в воде, умножив массу на ускорение свободного падения (g), которое приближенно равно 9,8 м/с²:

Вес воды (F) = Масса (m) x g Вес воды (F) = 25 г x 9,8 м/с² = 245 г∙м/с²

Чтобы перевести вес в граммах в ньютоны (1 Н = 1000 г∙м/с²), мы делим на 1000:

Вес воды (F) = 245 г∙м/с² ÷ 1000 = 0,245 Н

Таким образом, сила, которую нужно приложить, чтобы удержать пробковый куб под водой, равна приблизительно 0,245 Н (ньютонов).