Question

МРАМОРНАЯ ПЛИТА РАЗМЕРОМ 400×30×25 СМ ПОДНИМАЕТСЯ НА ВЫСОТУ 1000 ДМ, КАКАЯ РАБОТА СОВЕРШАЕТСЯ? ЧЕМУ РАВНА РАБОТА, ЕСЛИ ПЛИТУ ПОДНИМАТЬ НА ТУ ЖЕ ВЫМСОТУ В ВОДЕ!!!​

Answer 1

Ответ: 810кДж; 510кДж.

Объяснение: работа равна произведению приложенной силы на высоту подъема: A=F*s, где: F-сила; s-высота подъема.

Сначала находим массу плиты: m=ρ*V, где: ρ-плотность мрамора; V-объем плиты.

m=2700*4*0,3*0,25=810 кг

А=810*10*100=810000 Дж=810 кДж

Сейчас находим выталкивающую силы плиты:

Fa=ρgV=1000*10*0,3=3000Н

Находим вес плиты в воде: Fв=F-Fa=810*10-3000=8100-3000=5100Н

Определяем работы по подъему плиты в воде:

А=5100*100=510000Дж=510кДж.

Answer 2

При подъеме мраморной плиты размером 400×30×25 см на высоту 1000 дм (10 м), совершается работа. Работа, в физическом смысле, представляет собой затрату энергии для перемещения объекта или преодоления силы сопротивления. В данном случае, работа будет равна произведению силы, с которой плита поднимается, на расстояние, на которое она поднимается.

Расчет работы при подъеме плиты на высоту 1000 дм:

Для расчета работы, необходимо знать силу, с которой плита поднимается. В данном случае, сила будет равна весу плиты, так как она поднимается вертикально в поле тяжести Земли. Вес плиты можно рассчитать, умножив ее массу на ускорение свободного падения (около 9,8 м/с²).

Расчет веса плиты:

Масса плиты = плотность × объем Плотность мрамора обычно составляет около 2,7 г/см³.

Объем плиты = длина × ширина × высота В данном случае, длина плиты равна 400 см, ширина - 30 см, высота - 25 см.

Таким образом, объем плиты = 400 см × 30 см × 25 см = 300,000 см³.

Масса плиты = 2,7 г/см³ × 300,000 см³ = 810,000 г = 810 кг.

Вес плиты = масса × ускорение свободного падения = 810 кг × 9,8 м/с² = 7,938 Н (ньютон).

Расчет работы:

Работа = сила × расстояние В данном случае, сила равна весу плиты (7,938 Н), а расстояние - высоте подъема (10 м).

Работа = 7,938 Н × 10 м = 79,380 Дж (джоуль).

Теперь рассмотрим, что произойдет, если плиту поднимать на ту же высоту в воде.

Расчет работы при подъеме плиты на высоту 1000 дм в воде:

Когда плита поднимается в воде, на нее действует дополнительная сила поддержания, равная весу вытесненной воды. Эта сила направлена вверх и компенсирует часть веса плиты.

Расчет силы поддержания:

Сила поддержания = плотность воды × объем вытесненной воды × ускорение свободного падения.

Плотность воды приближенно равна 1 г/см³.

Объем вытесненной воды равен объему плиты, так как она полностью погружена в воду.

Таким образом, объем вытесненной воды = 300,000 см³.

Сила поддержания = 1 г/см³ × 300,000 см³ × 9,8 м/с² = 2,940,000 Н.

Расчет работы:

Работа = (сила - сила поддержания) × расстояние В данном случае, сила равна весу плиты (7,938 Н), сила поддержания равна 2,940,000 Н, а расстояние - высоте подъема (10 м).

Работа = (7,938 Н - 2,940,000 Н) × 10 м = -29,320,620 Дж.

Отрицательное значение работы указывает на то, что при подъеме плиты на ту же высоту в воде, совершается отрицательная работа. Это связано с тем, что сила поддержания воды компенсирует значительную часть веса плиты, и для ее подъема требуется меньше энергии.

Вывод: При подъеме мраморной плиты размером 400×30×25 см на высоту 1000 дм, совершается работа, равная 79,380 Дж. Если плиту поднимать на ту же высоту в воде, то работа будет отрицательной и равна -29,320,620 Дж.