Какую силу потребуется применить, чтобы поднять гранитный камень объемом 10 дм3 из воды? Какую силу потребуется

Тема: Сила Архимеда

Разъяснение:
Чтобы решить данную задачу, нам понадобится понимание принципа Архимеда. Принцип Архимеда утверждает, что тело, погруженное в жидкость, испытывает силу, направленную вверх, равную весу жидкости, вытесненной этим телом.

1. Для начала, найдем массу гранитного камня. Масса = объем × плотность. Общий объем гранитного камня составляет 10 дм3, а плотность гранита составляет 3 г/см3 = 3 г/мл = 3 кг/л = 3000 кг/м3. Следовательно, масса гранита равна 10 дм3 × 3000 кг/м3 = 30000 кг.

2. Теперь, когда у нас есть масса камня, мы можем найти силу, необходимую для поднятия его из воды. Сила Архимеда, действующая на гранитный камень, равна весу вытесненной им воды. Вес воды можно рассчитать по формуле: вес = масса × ускорение свободного падения (g). В данном случае, принимается g ≈ 9,8 м/с2. Следовательно, сила Архимеда равна 30000 кг × 9,8 м/с2 = 294000 Н (ньютон).

3. Далее, чтобы найти силу, необходимую для поднятия гранитного камня в воздухе, нам нужно взять только его массу, так как воздух не оказывает поддерживающей силы на погруженные в него объекты. Следовательно, сила, необходимая для поднятия гранита в воздухе, также составит 30000 кг × 9,8 м/с2 = 294000 Н.

Доп. материал:
Задача: Какую силу потребуется приложить, чтобы поднять гранитный камень объемом 10 дм3 из воды? Какую силу потребуется приложить, чтобы поднять его в воздухе?

Решение:
1. Найдем массу гранитного камня: масса = объем × плотность = 10 дм3 × 3000 кг/м3 = 30000 кг.
2. Сила Архимеда в воде: 30000 кг × 9,8 м/с2 = 294000 Н.
3. Сила необходимая для поднятия гранита в воздухе: 30000 кг × 9,8 м/с2 = 294000 Н.

Совет:
Чтобы лучше понять принцип Архимеда, можно представить себе, что когда тело погружается в воду, оно выталкивает определенный объем воды вверх. Сила Архимеда, действующая на это тело, равна весу вытесненной жидкости.

Дополнительное упражнение:
Сила Архимеда, действующая на погруженный в воду объект, равна 100 Н. Какой объем воды этот объект вытолкнул при погружении? Плотность воды принять равной 1000 кг/м3. (Ответ: 0,1 м3)