Question

Залізну деталь розмірами 20×20×25 см занурюють у воду. Яку силу потрібно прикласти, щоб утримати цю деталь у воді? (З дано та формулами) даю 50 баллів!!

Answer 1

Щоб утримати залізну деталь у воді, необхідно прикласти силу, яка дорівнює вагі деталі. Вага деталі може бути обчислена як добуток маси деталі на прискорення вільного падіння. Маса деталі може бути обчислена як добуток об’єму деталі на щільність заліза.

Об’єм деталі можна обчислити як добуток її розмірів: V = 20 см × 20 см × 25 см = 10000 см³. Щільність заліза дорівнює приблизно 7.87 г/см³. Тому маса деталі складає m = V × ρ = 10000 см³ × 7.87 г/см³ = 78700 г.

Прискорення вільного падіння на Землі дорівнює приблизно 9.8 м/с². Отже, вага деталі складає W = m × g = 78700 г × 9.8 м/с² ≈ 771260 г·м/с² або 771.26 Н.

Отже, щоб утримати залізну деталь у воді, необхідно прикласти силу приблизно 771.26 Н. Чи є ще щось, що вас цікавить?

Answer 2

Щоб визначити силу, необхідну для утримання залізної деталі у воді, можемо скористатися принципом Архімеда. Згідно з цим принципом, на тіло, занурене в рідину, діє висхідна сила, рівна вазі води, яку воно витискає.

Для того, щоб знайти силу, необхідну для утримання деталі у воді, спочатку визначимо об'єм деталі. Об'єм деталі дорівнює продукту довжини, ширини та висоти: V = 20 см × 20 см × 25 см = 10 000 см³.

Оскільки закон Архімеда каже нам, що висхідна сила дорівнює вазі води, яку витискає тіло, обчислимо масу витісненої води. Об'єм витісненої води буде рівний об'єму деталі: m = V = 10 000 см³.

Маса витісненої води дорівнює її об'єму, помноженому на її густина. Густина води становить близько 1 г/см³. Тому: m = V × ρ = 10 000 см³ × 1 г/см³ = 10 000 г = 10 кг.

Таким чином, маса витісненої води дорівнює 10 кг.

Тепер можемо обчислити силу, необхідну для утримання деталі у воді. Згідно зі знайденою масою витісненої води, сила буде рівна вазі цієї води, а тому сила, необхідна для утримання деталі у воді, дорівнюватиме 10 кг * 9,8 м/c² = 98 Н.

Отже, для утримання залізної деталі розмірами 20×20×25 см у воді слід прикласти силу 98 Н.