Какую силу нужно приложить, чтобы удержать гранитный блок объемом 1000 см³ в воде?

Предмет вопроса: Архимедова сила и закон Архимеда

Описание: Архимедова сила - это сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ, направленная вверх и равная весу вытесненной телом жидкости или газа. Это явление известно как закон Архимеда.

Для решения этой задачи, нам необходимо знать плотность гранитного блока и плотность воды. Плотность - это масса вещества, содержащаяся в единице объема.

Давайте предположим, что плотность гранитного блока составляет 2,7 г/см³, а плотность воды равна 1 г/см³.

Первым шагом нам необходимо найти массу гранитного блока. Для этого умножаем его объем на его плотность:
Масса = объем * плотность = 1000 см³ * 2,7 г/см³ = 2700 г.

Вторым шагом нам нужно найти вес гранитного блока. Вес - это сила, с которой тело притягивается к Земле:
Вес = масса * ускорение свободного падения
Ускорение свободного падения на Земле примерно равно 9,8 м/с².
Вес = 2700 г * 9,8 м/с² = 26460 г * м/с² = 26,46 Н.

Третьим шагом мы определяем силу Архимеда. Помните, что сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости или газа. В данном случае, это вес воды объемом равным объему гранитного блока.
Сила Архимеда = Вес вытесненной воды = плотность воды * объем блока * ускорение свободного падения
Сила Архимеда = 1 г/см³ * 1000 см³ * 9,8 м/с² = 9800 г * м/с² = 9,8 Н.

Таким образом, чтобы удержать гранитный блок объемом 1000 см³ в воде, нужно приложить силу Архимеда, которая равна 9,8 Н.

Совет: Закон Архимеда часто используется для объяснения плавания или погружения предметов в воде. Помните, что сила Архимеда действует на тело только в том случае, когда оно погружено или плавает в жидкости или газе.

Ещё задача: Какую силу Архимеда приложит вода к гранитному блоку объемом 500 см³? Плотность гранитного блока составляет 2,7 г/см³.

Тема занятия: Архимедова сила и плавучесть

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся понимание Архимедовой силы и плавучести. Согласно принципу Архимеда, тело, погруженное в жидкость (в данном случае – воду), испытывает всплывающую силу, равную весу жидкости, вытесненной телом. Если всплывающая сила больше веса тела, тело будет плавать на поверхности жидкости.

В данной задаче нам нужно определить силу, которую нужно приложить, чтобы удержать гранитный блок в воде. Для этого нам необходимо сравнить вес блока с всплывающей силой.

Чтобы найти вес блока, воспользуемся формулой: вес = масса * ускорение свободного падения (g). Предположим, что плотность гранитного блока равна 2,7 г/см³. Тогда масса блока будет равна объему блока * плотность: 1000 см³ * 2,7 г/см³ = 2700 г.

Вес блока будет равен массе блока * ускорение свободного падения (g). Возьмем примерное значение ускорения свободного падения равным 9,8 м/с². Тогда вес блока будет равен: 2700 г * 9,8 м/с² = 26460 г*м/с².

Теперь необходимо вычислить всплывающую силу, равную весу вытесненной блоком воды. Поскольку объем блока равен 1000 см³, то и объем вытесненной воды составляет 1000 см³. Плотность воды примерно равна 1 г/см³, поэтому масса вытесненной воды равна объему воды * плотность: 1000 см³ * 1 г/см³ = 1000 г.

Итак, всплывающая сила будет равна весу вытесненной воды: 1000 г * 9,8 м/с² = 9800 г*м/с².

Итак, чтобы удержать гранитный блок в воде, необходимо приложить силу, равную разности веса блока и всплывающей силы: 26460 г*м/с² - 9800 г*м/с² = 16660 г*м/с².

Совет: Используйте правило, что тело плавает, если всплывающая сила больше веса тела. В данном случае, если сила, приложенная к блоку, превышает 16660 г*м/с², то блок будет выныривать из воды.

Задача на проверку: Какую силу нужно приложить, чтобы удержать стальной блок объемом 500 см³ (плотность 7,8 г/см³) в ртутной жидкости? (Плотность ртутной жидкости 13,6 г/см³) Предоставьте пошаговое решение задачи.