Какую силу необходимо приложить к гранитному камню объёмом 20 дм в кубе, чтобы поднять его со дна реки? И какую силу потребуется, чтобы поднять его в воздухе, если плотность гранита составляет 3 г/см в кубе?

Физика 7 класс Темы: "Сила тяжести и Архимедова сила сила для подъёма гранитного камня объем 20 дм³ плотность гранита 3 г/см³ поднятие камня со дна реки расчет силы подъёма камня Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассмотреть два момента: силу, необходимую для поднятия камня со дна реки, и силу, необходимую для поднятия его в воздухе. Начнем с первого случая.

1. Подъем камня со дна реки:

Для начала найдем массу гранитного камня. Мы знаем, что плотность (ρ) гранита составляет 3 г/см³. Чтобы использовать эту плотность, переведем объем камня из дм³ в см³:

• 1 дм³ = 1000 см³, следовательно, 20 дм³ = 20 * 1000 = 20000 см³.

Теперь можем найти массу (m) камня, используя формулу:

m = ρ * V,

где V - объем камня.

• ρ = 3 г/см³,
• V = 20000 см³.

Подставим значения:

m = 3 г/см³ * 20000 см³ = 60000 г.

Теперь переведем массу в килограммы, поскольку в физике обычно используют систему СИ:

• 60000 г = 60 кг.

Теперь найдем вес камня (F), который равен массе, умноженной на ускорение свободного падения (g ≈ 9.8 м/с²):

F = m * g = 60 кг * 9.8 м/с² = 588 Н.

Однако, когда камень находится на дне реки, он также испытывает подъемную силу со стороны воды. Эта подъемная сила равна весу вытесненной воды. Чтобы найти ее, воспользуемся тем же объемом:

Плотность воды (ρ_вода) ≈ 1 г/см³ = 1000 кг/м³.

Вес вытесненной воды (F_вода) = ρ_вода * V * g:

• F_вода = 1000 кг/м³ * 0.02 м³ * 9.8 м/с² = 196 Н.

Теперь можем найти силу, необходимую для поднятия камня:

Сила, необходимая для поднятия камня (F_подъем) = вес камня - подъемная сила:

F_подъем = 588 Н - 196 Н = 392 Н.

2. Подъем камня в воздух:

Когда мы поднимаем камень в воздух, нам нужно преодолеть только его вес, так как в воздухе нет подъемной силы. Поэтому сила, необходимая для поднятия камня в воздухе, равна весу камня:

F_подъем_воздух = 588 Н.

Итак, подводя итог:

• Сила, необходимая для поднятия камня со дна реки: 392 Н.
• Сила, необходимая для поднятия камня в воздухе: 588 Н.