Яка сила необхідна, щоб утримати в воді залізну деталь розмірами 20х20х25

Zagadochnyy_Sokrovische

44

Ок, давайте решим эту задачу. Сначала давайте вспомним некоторые физические принципы, связанные с плаванием тел в воде.

Когда тело погружается в жидкость (например, в воду), на него начинает действовать сила тяжести, направленная вниз. В то же время, на тело действует сила Архимеда, направленная вверх, которая стремится вытолкнуть тело из воды. Если сила Архимеда больше или равна силе тяжести, тело будет плавать на поверхности жидкости.

Формула для силы Архимеда выглядит следующим образом:
\[ F_{\text{Арх}} = \rho \cdot V \cdot g \]
где
\( F_{\text{Арх}} \) - сила Архимеда
\( \rho \) - плотность жидкости
\( V \) - объем тела, погруженного в жидкость
\( g \) - ускорение свободного падения (приближенное значение 9.8 м/с² на Земле)

В нашем случае тело - железная деталь, поэтому плотность \( \rho \) будет плотностью железа. По таблицам, при комнатной температуре плотность железа составляет около 7870 кг/м³.

Объем \( V \) тела можно вычислить, умножив его длину, ширину и высоту. В нашем случае объем детали будет равен:
\[ V = 20 \cdot 20 \cdot 25 = 10000 \, \text{см³} \]

Теперь мы можем рассчитать силу Архимеда, подставив известные значения в формулу:
\[ F_{\text{Арх}} = 7870 \cdot 10000 \cdot 9.8 = 77106000 \, \text{Н} \]

Таким образом, чтобы удержать эту железную деталь в воде, необходима сила примерно 77106000 Ньютонов.

Обратите внимание, что это теоретическая сила Архимеда для полного погружения детали в воду. В реальности, придется применить силу, несколько превышающую данное значение, чтобы преодолеть сопротивление движению и удержать деталь в нужном положении в воде.