320. Какая наименьшая сила требуется для удержания заплаты, которая закрывает пробоину на внутренней стороне судна?

Содержание вопроса: Закон Архимеда

Инструкция:
Для решения этой задачи нам понадобится использовать Закон Архимеда. Этот закон утверждает, что на любое тело, полностью или частично погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной жидкости. Вес жидкости равен плотности жидкости умноженной на ее объем и ускорению свободного падения.

Мы знаем, что глубина под водой составляет некоторую высоту (например, h), и что размер пробоины составляет 50 см². Мы хотим найти наименьшую силу, необходимую для удержания закрытия пробоины, что будет соответствовать весу вытесненной жидкости.

Давайте предположим, что вода имеет плотность ρ, тогда объем вытесненной жидкости будет равен 50 см³ (поскольку 1 см³ = 1 мл = 1 г). Из Закона Архимеда мы знаем, что сила, действующая на заплату, равна весу вытесненной жидкости, то есть F = m * g, где m - масса вытесненной жидкости, а g - ускорение свободного падения.

Так как плотность равна массе деленной на объем, то мы можем записать массу как m = ρ * V, где V - объем вытесненной жидкости.

Таким образом, сила F может быть записана как F = ρ * V * g. Для того чтобы найти наименьшую силу, необходимую для удержания пробоины, мы должны найти наименьшее значение плотности ρ воды.

Доп. материал:
Возьмем плотность воды, равную 1000 кг/м³, и ускорение свободного падения g, равное 9,8 м/с². Тогда сила F будет равна F = 1000 кг/м³ * 0,05 м³ * 9,8 м/с² = 490 Н (Ньютон).

Совет:
Для лучшего понимания закона Архимеда, можно провести различные эксперименты с плавающими телами и разными жидкостями. Также стоит обратить внимание на понятие плотности и узнать, как она влияет на всплывание или погружение предметов.

Проверочное упражнение:
Какая сила будет действовать на полностью погруженный в воду предмет массой 2 кг, если плотность воды составляет 1000 кг/м³? (Ответ округлите до ближайшего целого значения в Ньютонах).