Question

Камень имеет объем 7,5 дм3 и массу 18,7 кг. Какую силу придется приложить, чтобы удерживать его в воздухе и в воде

Answer 1

 

 

В воздухе: по формуле F=mg=18,7*10=187 Н.

В воде: по формуле силы Архимеда F=g*ρ*V, где g - ускорение свободного падения (g=10), ρ - плотность материала камня, V - объём камня в куб. метрах.

V=7,5 куб. дм.=7,5*0,001 куб.м.=0,0075 куб.м.
m=ρ*V => ρ=m/V => F=g*(m/V)*V=mg=187 Н.

Сила, которую надо приложить к камню в воздухе и воде получилась одинаковой... Хотя, моя тонкая физическая интуиция подсказывает мне, что вроде бы такого быть не должно... Ну и ладно! :) Итак, почти решил всё. =)

Answer 2

Для того чтобы рассчитать силу, необходимую для удержания камня в воздухе и в воде, мы можем использовать принцип Архимеда и закон всемирного тяготения.

Воздух

В воздухе камень будет испытывать силу тяжести, которая будет направлена вниз. Сила тяжести определяется массой камня и ускорением свободного падения. Ускорение свободного падения на Земле примерно равно 9,8 м/с² Таким образом, сила тяжести, действующая на камень в воздухе, будет равна:

F_воздух = масса * ускорение свободного падения

Подставляя значения массы и ускорения свободного падения, получаем:

F_воздух = 18,7 кг * 9,8 м/с²

Вода

В воде камень будет испытывать силу Архимеда, которая будет направлена вверх. Сила Архимеда определяется объемом погруженной части камня, плотностью воды и ускорением свободного падения. Плотность воды примерно равна 1000 кг/м³ Таким образом, сила Архимеда, действующая на камень в воде, будет равна:

F_вода = плотность воды * объем погруженной части * ускорение свободного падения

Объем погруженной части камня можно рассчитать, зная его объем и плотность. Объем погруженной части камня будет равен объему камня, так как он полностью погружен в воду. Подставляя значения плотности воды, объема и ускорения свободного падения, получаем:

F_вода = 1000 кг/м³ * 7,5 дм³ * 9,8 м/с²

Результаты

Таким образом, чтобы удерживать камень в воздухе, необходимо приложить силу, равную F_воздух. А чтобы удерживать камень в воде, необходимо приложить силу, равную F_вода.

Пожалуйста, используйте указанные формулы и значения для расчета силы, необходимой для удержания камня в воздухе и в воде.