Какая была сила сопротивления воды, если березовое полено массой 8 кг, упав в воду с высоты 5 м, погрузилось на

Лина

49

Для решения этой задачи вам понадобятся некоторые физические принципы.

Сначала давайте рассмотрим понятие силы Архимеда. Сила Архимеда действует на тело, погруженное в жидкость, и направлена вверх, противоположно направлению силы тяжести. Она равна весу вытесненной телом жидкости и определяется формулой:

\[F_A = \rho \cdot V \cdot g\]

где:
\(F_A\) - сила Архимеда,
\(\rho\) - плотность жидкости,
\(V\) - объем вытесненной жидкости,
\(g\) - ускорение свободного падения.

Также мы знаем, что сила тяжести, действующая на полено в воздухе, равна:

\[F_{тяж} = m \cdot g\]

где:
\(F_{тяж}\) - сила тяжести,
\(m\) - масса полена,
\(g\) - ускорение свободного падения.

В данной задаче полено упало в воду с высоты 5 метров. При погружении в воду часть объема полена будет вытеснена и заменена водой. Масса вытесненной воды равна массе самого полена, то есть 8 кг.

Объем вытесненной воды можно вычислить по формуле:

\[V = \frac{m_{пол}}{\rho_{воды}}\]

где:
\(V\) - объем вытесненной воды,
\(m_{пол}\) - масса полено,
\(\rho_{воды}\) - плотность воды.

Теперь мы можем подставить все известные значения в формулу для силы Архимеда и вычислить ее:

\[F_A = \rho_{воды} \cdot V \cdot g\]

\[F_A = \rho_{воды} \cdot \frac{m_{пол}}{\rho_{воды}} \cdot g\]

\[F_A = m_{пол} \cdot g\]

Следовательно, сила сопротивления воды равна силе тяжести, действующей на полено в воздухе, то есть 8 кг \(\times\) ускорение свободного падения \(g\). Ускорение свободного падения обычно принимается равным 9,8 м/с². Подставим данное значение и получим числовую величину силы сопротивления воды:

\[F_{сопр} = 8 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{м/с²}\]

\[F_{сопр} = 78,4 \, \text{Н}\]

Итак, сила сопротивления воды при погружении березового полена массой 8 кг с высоты 5 метров равна 78,4 Ньютона.