Какую силу нужно приложить, чтобы удержать в воде стальной рельс объемом 0,7 м3? (Плотность воды 1000 кг/м3, стали 7800 кг/м3.)

Дано:

V=0,7 м3

плотность стали " ро "1 = 7800 кг/м куб

Плотность воды " ро "2 = 1000 кг/м куб

Определить силу F - ?

Решение. Находим силу тяжести, действующую на рельс. Она равна произведению ускорения свободного падения (g = 9,8 м/с кв, округляем до 10 м/с кв) на массу рельса. Массу рельса найдем по формуле: m=po1*V Масса рельса равна m = 5460 кг; Получим: Fт = gm; Fт = 10 м/с кв*5460 кг = 54600 Н. На рельс действует архимедова сила. Она равна F (Aрх) = "ро"2gV. То есть, произведению плотности воды на ускорение свободного падения и объем плиты, "двойка" - это индекс плотности, а не коэффициент.

F (арх) = 1000 кг/м куб * 10 м/с кв*0,7 м куб = 7000 Н. Сила тяжести направлена вниз, а архимедова сила - вверх. Чтобы удержать рельс, необходимо приложить силу, равную разности этих сил: F = Fт - F (арх) ; F = 54600 Н - 7000 Н = 47600 Н. Ответ: рельс нужно поддерживать, чтобы не упал на дно, с силой 47,6 кН.