Какое количество силы необходимо использовать, чтобы сохранить бетонный блок размерами 20х30х40 см под водой? На какую

Тема урока: Сила Архимеда

Пояснение: Сила Архимеда - это сила, которая действует на тело, погруженное в жидкость или газ, и направлена вверх. Величина этой силы равна весу вытесненной жидкости (газа) и зависит от объема погруженной части тела.

Чтобы сохранить бетонный блок размерами 20х30х40 см под водой, нам нужно применить силу, равную весу вытесненной этим блоком воды. Для расчета веса необходимо знать плотность бетона и плотность воды.

Пусть плотность бетона составляет 2,5 г/см³, а плотность воды - 1 г/см³. Тогда объем вытесненной воды равен объему блока:
V = 20 см * 30 см * 40 см = 24000 см³.

Масса вытесненной воды равна:
m = плотность * объем = 1 г/см³ * 24000 см³ = 24000 г = 24 кг.

Вес этой массы воды равен:
F = m * g = 24 кг * 9,8 Н/кг = 235,2 Н.

Таким образом, нам нужно применить силу, равную 235,2 Н, чтобы сохранить блок под водой.

Чтобы поднять блок из воды, нам нужно преодолеть силу Архимеда, равную весу вытесненной воды. Поэтому нам нужно увеличить применяемую силу на 235,2 Н.

Совет: Для лучшего понимания принципа действия силы Архимеда, рекомендуется проводить следующий эксперимент: возьмите пустую пластиковую бутылку, наполните ее водой, закройте крышкой и опустите в ванну или раковину с водой. Обратите внимание на то, что бутылка начнет всплывать, потому что сила Архимеда, действующая на подводную часть бутылки, превышает ее вес.

Задача для проверки: Какое количество силы необходимо использовать, чтобы сохранить деревянный блок размерами 15x20x25 см под водой? На какую величину нужно увеличить эту силу, чтобы поднять блок из воды? (Плотность дерева составляет 0,8 г/см³, плотность воды равна 1 г/см³, ускорение свободного падения g = 9,8 м/с²)