Камень имеет объем 5 дм3 и массу 20 кг.Какую силу придется приложить ,чтобы удержать его в воде на некотором постоянном уровне?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи мы можем воспользоваться законом Архимеда, который гласит, что величина поднимающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость, равна весу жидкости, вытесненной этим телом.

Масса камня равна его объему, умноженному на плотность камня:
m = V * ρ, где m - масса камня, V - объем камня, ρ - плотность камня.

Таким образом, плотность камня:
ρ = m / V = 20 кг / 5 дм³ = 4 кг/дм³.

Когда камень погружен в воду, на него действует поднимающая сила, равная весу воды, вытесненной объемом камня. Вес воды равен массе воды, умноженной на ускорение свободного падения g = 9.8 м/с².

Масса вытесненной воды:
m_воды = V ρ_воды = V 1 кг/дм³.

Тогда поднимающая сила:
F_под = m_воды g = V ρ_воды * g.

Из условия задачи мы имеем, что сила, необходимая для удержания камня на поверхности воды, равна его весу:
F_вес = m g = 20 кг 9.8 м/с².

Таким образом, чтобы удержать камень на поверхности воды, сила, приложенная к нему, должна быть равна поднимающей силе:
F_под = F_вес.

Получаем:
V ρ_воды g = m g,
V 1 кг/дм³ 9.8 м/с² = 20 кг 9.8 м/с²,
V = 20 дм³.

Итак, чтобы удержать камень на поверхности воды на некотором постоянном уровне, необходимо приложить силу, равную его весу, то есть 20 кг * 9.8 м/с² = 196 Н.