Камень объемом 6000 см³ весит 15 кг. Какая сила нужна, чтобы удержать камень, полностью погруженный в воду?

Физика 7 класс Архимедова сила сила удержания камня физика 7 класс Закон Архимеда объем камня вес камня в воде давление в жидкости плавание и утонение Новый

Чтобы узнать, какая сила нужна, чтобы удержать камень, полностью погруженный в воду, нам нужно учитывать два основных момента: вес камня и архимедову силу, действующую на него в воде.

Шаг 1: Определим вес камня.

Вес камня равен 15 кг. Чтобы перевести это в силу, мы используем формулу:

• F = m * g

где:

• F - сила (в Ньютонах),
• m - масса (в килограммах),
• g - ускорение свободного падения (примерно 9.8 м/с²).

Подставим значения:

• F = 15 кг * 9.8 м/с² = 147 Н.

Таким образом, вес камня составляет 147 Н.

Шаг 2: Рассчитаем архимедову силу.

Архимедова сила равна весу вытесненной воды. Для этого нам нужно найти объем воды, который вытесняет камень, и умножить его на плотность воды и ускорение свободного падения:

• V = 6000 см³ = 6000 * 10^-6 м³ = 0.006 м³ (переводим в кубические метры).

Плотность воды составляет примерно 1000 кг/м³. Теперь можем найти архимедову силу:

• F_арх = V * ρ * g

где:

• F_арх - архимедова сила,
• ρ - плотность воды (1000 кг/м³).

Подставим значения:

• F_арх = 0.006 м³ * 1000 кг/м³ * 9.8 м/с² = 58.8 Н.

Шаг 3: Найдем силу, необходимую для удержания камня.

Чтобы удержать камень в воде, нам нужно компенсировать разницу между весом камня и архимедовой силой. Сила, необходимая для удержания камня, будет равна:

• F_удерж = F - F_арх

где:

• F_удерж - сила, необходимая для удержания,
• F - вес камня (147 Н),
• F_арх - архимедова сила (58.8 Н).

Подставим значения:

• F_удерж = 147 Н - 58.8 Н = 88.2 Н.

Ответ: Чтобы удержать камень, полностью погруженный в воду, нужна сила примерно 88.2 Н.