Question

Какую силу нужно приложить, чтобы мраморная плита массой 35,2 кг удерживалась в воде и не тонула?

Answer 1

Ответ:

Ответ: плиту нужно поддерживать, чтобы не упала на дно, с силой 222 Н.

Объяснение:

Запишем условие. Масса плиты равна m = 35,2 кг; плотность мрамора находим в таблице задачника; "ро"1 = 2700кг/м куб: Плотность воды "ро"2 = 1000 кг/м куб. Определить сил у F - ?Решение. Находим силу тяжести, действующую на плиту. Она равна произведению ускорения свободного падения (g = 9,8 м/с кв, округляем до 10м/с кв) на массу плиты. Получим: Fт = gm; Fт = 10м/с кв*35,2 кг = 352 Н. . Теперь, зная массу плиты и плотность мрамора, находим объем плиты. Он равен отношению массы к плотности

V = m/"ро"1; V = 35,2 кг/2700 кг/м куб = 0,013 м куб. На плиту действует архимедова сила. Она равнаF(Aрх) = "ро"2gV. То есть, произведению плотности воды на ускорение свободного падения и объем плиты, "двойка" - это индекс плотности, а не коэффициент.

F(арх) = 1000 кг/м куб *10м/с кв*0,013 м куб = 130 Н. Сила тяжести направлена вниз, а архимедова сила - вверх. Чтобы удержать плиту, необходимо приложить силу, равную разности этих сил: F = Fт - F(арх) ; F = 352Н - 130Н = 222 Н. Ответ: плиту нужно поддерживать, чтобы не упала на дно, с силой 222 Н.

Answer 2

Чтобы определить силу, необходимую для удержания мраморной плиты массой 35,2 кг в воде, мы должны учесть две составляющих силы: силу тяжести и силу Архимеда. Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает тело вниз. Она равна произведению массы тела на ускорение свободного падения (9,8 м/с² на поверхности Земли). В данном случае, сила тяжести будет равна 35,2 кг * 9,8 м/с² = 345,6 Н (Ньютон). Сила Архимеда – это сила, которая действует на тело, погруженное в жидкость, направленная вверх и равная весу вытесненной телом жидкости. Эта сила противодействует силе тяжести и позволяет телу плавать или быть в подвешенном состоянии в жидкости. Сила Архимеда определяется по формуле: F = плотность_жидкости * объем_вытесненной_жидкости * ускорение_свободного_падения. Мрамор имеет плотность около 2,5 г/см³, а плотность воды составляет 1 г/см³. Плотность жидкости пропорциональна массе тела и объему вытесненной жидкости. Таким образом, объем вытесненной воды будет равен массе мраморной плиты (в граммах), деленной на плотность воды: объем_вытесненной_жидкости = 35 200 г / 1 г/см³ = 35 200 см³. Теперь мы можем рассчитать силу Архимеда: F_архимеда = плотность_воды * объем_вытесненной_жидкости * ускорение_свободного_падения = 1 г/см³ * 35 200 см³ * 9,8 м/с² = 345 600 Н. Таким образом, чтобы мраморная плита массой 35,2 кг удерживалась в воде и не тонула, нужно приложить силу, равную разности между силой тяжести и силой Архимеда: F_удержания = F_тяжести - F_архимеда = 345,6 Н - 345 600 Н = -345 254,4 Н. Отрицательное значение означает, что для удержания плиты в воде и предотвращения ее тонкания, нужно приложить силу вверх, равную 345 254,4 Н.