Какую силу нужно приложить, чтобы удержать пробковый куб с ребром 0,5 м под водой?

Физика 7 класс Тематика: Архимедова сила сила пробковый куб удержание под водой физика 7 класс Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно определить, какую силу необходимо приложить, чтобы удержать пробковый куб под водой. Для этого мы будем использовать принцип Архимеда и закон всемирного тяготения.

Шаг 1: Определение объема куба

Сначала найдем объем куба. Объем V куба можно рассчитать по формуле:

V = a³

где a - длина ребра куба. В нашем случае a = 0,5 м.

Таким образом:

V = (0,5 м)³ = 0,5 м * 0,5 м * 0,5 м = 0,125 м³.

Шаг 2: Определение силы Архимеда

Сила Архимеда (F_A) равна весу вытесненной жидкости. Она рассчитывается по формуле:

F_A = ρ * V * g

где:

• ρ - плотность воды (примерно 1000 кг/м³),
• V - объем куба (0,125 м³),
• g - ускорение свободного падения (приблизительно 9,81 м/с²).

Подставим значения:

F_A = 1000 кг/м³ * 0,125 м³ * 9,81 м/с² = 1226,25 Н.

Шаг 3: Определение силы тяжести куба

Теперь найдем силу тяжести (F_G) куба. Она рассчитывается по формуле:

F_G = m * g

где m - масса куба. Массу можно найти, используя плотность пробки. Плотность пробки примерно 240 кг/м³.

Теперь найдем массу:

m = ρ * V = 240 кг/м³ * 0,125 м³ = 30 кг.

Теперь можем найти силу тяжести:

F_G = 30 кг * 9,81 м/с² = 294,3 Н.

Шаг 4: Определение силы, необходимой для удержания куба под водой

Чтобы удержать куб под водой, необходимо приложить силу F, которая уравновесит разницу между силой Архимеда и силой тяжести:

F = F_A - F_G.

Подставим значения:

F = 1226,25 Н - 294,3 Н = 931,95 Н.

Таким образом, чтобы удержать пробковый куб с ребром 0,5 м под водой, нужно приложить силу примерно 931,95 Н.