Какую силу надо приложить что удержать под водой кусок гранита объемом 4 умножить на 10^3м^3

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для удержания куска гранита объемом 4×1034 cross 10 cubed м 3cubed под водой необходимо приложить направленную вверх силу, равную 62 720 000 Н (или 62,72 МН). ️ Шаг 1: Анализ физической ситуации и запись данных Для того чтобы удерживать тело, погруженное в жидкость, прикладываемая сила должна компенсировать разность между силой тяжести и выталкивающей силой (силой Архимеда). Так как плотность гранита больше плотности воды, тело стремится утонуть, и внешняя сила должна быть направлена вверх. Запишем известные величины:

  • Объем тела: V=4×103cap V equals 4 cross 10 cubed м 3cubed Плотность гранита: ρg=2600rho sub g equals 2600 кг/м 3cubed Плотность воды: ρw=1000rho sub w equals 1000 кг/м 3cubed Ускорение свободного падения: g9,8g is approximately equal to 9 comma 8 Н/кг

️ Шаг 2: Вывод расчетной формулы На тело действуют три силы: сила тяжести Ftcap F sub t, сила Архимеда FAcap F sub cap A и внешняя удерживающая сила Fcap F. Условие равновесия: F+FA=Ftcap F plus cap F sub cap A equals cap F sub tСледовательно: F=FtFAcap F equals cap F sub t minus cap F sub cap AВыразим силы через плотность и объем: Ft=ρgVgcap F sub t equals rho sub g center dot cap V center dot g FA=ρwVgcap F sub cap A equals rho sub w center dot cap V center dot gОбщая формула: F=(ρgρw)Vgcap F equals open paren rho sub g minus rho sub w close paren center dot cap V center dot g️ Шаг 3: Вычисление итогового значения Подставим числовые значения в полученную формулу: F=(26001000)40009,8cap F equals open paren 2600 minus 1000 close paren center dot 4000 center dot 9 comma 8 F=160040009,8cap F equals 1600 center dot 4000 center dot 9 comma 8 F=64000009,8=62720000cap F equals 6400000 center dot 9 comma 8 equals 62720000 Ответ: Требуемая сила составляет 62 720 000 Н (или 62,72 МН при g=9,8g equals 9 comma 8 м/с 2squared). Нужно ли произвести перерасчет с использованием более точного значения плотности конкретного сорта гранита или ускорения g=10g equals 10 м/с 2squared?

Форма ответа

Ваш аватар