3. Какую силу надо приложить, чтобы поднять под водой камень массой 40 кг и объемом 5000 см3?

Ответ:

Дано:

m = 40 килограмм - масса камня, лежащего под водой;

V = 15000 кубических сантиметра - объем камня;

ro = 1000 килограмм/кубический метр - плотность воды.

Требуется определить F (Ньютон) - какую силу необходимо приложить, чтобы поднять камень.

Переведем единицы измерения объема в систему СИ:

V = 15000 см3 = 15000 * 10-6 = 15000 / 1000000 = 0,015 м3.

Будем считать, что камень необходимо поднимать равномерно с постоянной скоростью. Тогда, по первому закону Ньютона:

F = Тяжести - Архимеда;

F = m * g - ro * V * g, где g = 10 Ньютон/килограмм (приблизительное значение);

F = g * (m - ro * V);

F = 10 * (40 - 1000 * 0,015) = 10 * (20 - 15) = 10 * 5 = 50 Ньютон.

Ответ: чтобы поднять камень из воды, необходимо приложить силу, равную 50 Ньютон.