Какую силу необходимо приложить, чтобы сохранить кусок цинка в воде, если он целиком погружён в пруд и имеет объём

Тема: Сила архимедова поддержания

Пояснение: Для решения этой задачи нам понадобится знание о силе Архимеда. Сила Архимеда действует на тело, полностью или частично погруженное в жидкость, противодействуя силе тяжести.

Сила Архимеда вычисляется по формуле:
Ф = ρ * V * g,
где Ф - сила Архимеда, ρ - плотность жидкости, V - объем тела, погруженного в жидкость, g - ускорение свободного падения.

Для нахождения силы, которую нужно приложить, чтобы сохранить цинк в воде, нам нужно найти силу Архимеда, действующую на цинк, и вычесть ее из силы тяжести цинка.

У нас есть масса цинка, объем и плотность воды.

Масса цинка: m = 20 кг
Объем цинка: V = 3 дм³ = 0.003 м³
Плотность воды: ρ = 1000 кг/м³ (плотность воды приближенно равна 1000 кг/м³)
Ускорение свободного падения: g = 9.8 н/кг.

Сначала оценим силу Архимеда:
ФА = ρ * V * g
ФА = 1000 * 0.003 * 9.8
ФА ≈ 29.4 н

Теперь вычтем силу Архимеда из силы тяжести:
Фнеобходимая = m * g - ФА
Фнеобходимая = 20 * 9.8 - 29.4
Фнеобходимая ≈ 196 - 29.4
Фнеобходимая ≈ 166.6 н (округляем до целого числа)
Фнеобходимая ≈ 167 н.

Ответ: Чтобы сохранить кусок цинка полностью погруженным в воду, необходимо приложить силу около 167 ньютонов.

Совет: Для лучшего понимания и запоминания формулы силы Архимеда, рекомендуется проработать несколько примеров и попытаться объяснить каждый шаг решения самостоятельно.

Дополнительное упражнение: Если цинк был бы полностью погруженным в масло с плотностью 800 кг/м³, какую силу необходимо было бы приложить, чтобы сохранить его погруженным? (Учтите значение ускорения свободного падения g = 9.8 н/кг). Ответ округлите до целого числа.