Question

Какую работу нужно выполнить, чтобы поднять со дна на поверхность озера камень массой 15 кг? Глубина озера равна 2 м , средняя плотность камня 3000 кг/м3. Сопротивлением воды пренебречь.

Answer 1

А=mgh=15*10*2=300 Дж -работа силы тяжести
Аа=Fah=pж*gm/p=1000*10*15/3000=50 Дж - работа выталкивающей силы
Нужно выполнит работу А-Аа=300-50=250 Дж

Answer 2

Для поднятия камня массой 15 кг со дна озера на поверхность, мы можем воспользоваться принципом Архимеда. Согласно этому принципу, вес воды, вытесненной погруженным телом, равен силе поддерживающей силы, действующей на это тело вверх.

Формула для вычисления поддерживающей силы (веса воды, вытесненной погруженным телом):

\[ F_{\text{поддерж.}} = \rho_{\text{воды}} \cdot g \cdot V_{\text{вытесн.}} \]

где: - \( \rho_{\text{воды}} \) - плотность воды (приблизительно 1000 кг/м³), - \( g \) - ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с²), - \( V_{\text{вытесн.}} \) - объем воды, вытесненной погруженным телом.

Объем воды, вытесненной камнем, равен его объему:

\[ V_{\text{вытесн.}} = \frac{m_{\text{камня}}}{\rho_{\text{камня}}} \]

где: - \( m_{\text{камня}} \) - масса камня, - \( \rho_{\text{камня}} \) - плотность камня.

Теперь мы можем подставить значения и рассчитать поддерживающую силу:

\[ V_{\text{вытесн.}} = \frac{15 \, \text{кг}}{3000 \, \text{кг/м}^3} = 0.005 \, \text{м}^3 \]

\[ F_{\text{поддерж.}} = 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \cdot 0.005 \, \text{м}^3 = 49 \, \text{Н} \]

Таким образом, поддерживающая сила, действующая на камень, равна 49 Н. Это и есть сила, которую нужно превзойти, чтобы поднять камень со дна озера.