Question

В воде плавает кубик а=4 м.,таким образом что над водою торчит 1м. Кубика .Какую силу нужно приложить что бы его утопить.Прошу побольше объяснений.Ну хоть кто-то может это решить?

Answer 1

Для решения этой задачи нам нужно использовать принцип Архимеда, который гласит, что поднимающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость (в данном случае, воду), равна весу вытесненной жидкости.

1. Вычислим объем кубика: Объем куба можно вычислить по формуле: \( V = a^3 \), где \( a \) - длина ребра куба. В данном случае \( a = 4 \ м \), поэтому \( V = 4^3 = 64 \ м^3 \).

2. Вычислим вес кубика: Вес кубика равен \( m \cdot g \), где \( m \) - масса куба, а \( g \) - ускорение свободного падения (принимаем \( g = 9.8 \ м/с^2 \)).

Для вычисления массы куба, используем формулу: \( m = \rho \cdot V \), где \( \rho \) - плотность вещества куба. Предположим, что материал куба (в чистом виде) имеет плотность, сравнимую с плотностью воды (примерно \( 1000 \ кг/м^3 \)).

Таким образом, \( m = 1000 \ кг/м^3 \cdot 64 \ м^3 = 64000 \ кг \).

Теперь вычислим вес кубика: \( Вес = m \cdot g = 64000 \ кг \cdot 9.8 \ м/с^2 = 627200 \ Н \).

3. Вычислим объем вытесненной воды: Так как куб частично погружен в воду и торчит 1 метр, то объем вытесненной воды будет равен объему куба, умноженному на высоту погружения: \( V_{\text{воды}} = V_{\text{куба}} \cdot h = 64 \ м^3 \cdot 1 \ м = 64 \ м^3 \).

4. Вычислим поднимающую силу (силу Архимеда): Поднимающая сила \( F_{\text{под}} \) равна весу вытесненной воды: \( F_{\text{под}} = \rho_{\text{воды}} \cdot g \cdot V_{\text{воды}} \), где \( \rho_{\text{воды}} \) - плотность воды (\( 1000 \ кг/м^3 \)).

\( F_{\text{под}} = 1000 \ кг/м^3 \cdot 9.8 \ м/с^2 \cdot 64 \ м^3 = 627200 \ Н \).

5. Вычислим необходимую силу для утопления куба: Для утопления куба нужно приложить силу, превышающую поднимающую силу (силу Архимеда).

Необходимая сила \( F_{\text{нуж}} \) для утопления куба будет равна разнице между весом куба и поднимающей силой: \( F_{\text{нуж}} = Вес_{\text{куба}} - F_{\text{под}} = 627200 \ Н - 627200 \ Н = 0 \ Н \).

Таким образом, необходимая сила для утопления куба равна нулю, потому что вес куба и поднимающая сила (сила Архимеда) равны. Куб будет плавать на поверхности воды.