Какая нужна сила для удерждения в воде чугунной балки объёмом 0,08 м в кубе?

Для того чтобы удержать чугунную балку объёмом 0,08 кубических метров в воде, необходимо рассчитать силу, которая компенсирует выталкивающую силу Архимеда и вес самой балки.

1. Выталкивающая сила (сила Архимеда):

   По закону Архимеда, выталкивающая сила равна весу объёма жидкости, вытесненной телом. Формула для выталкивающей силы: [ F{\text{Архимеда}} = \rho{\text{вода}} \cdot g \cdot V_{\text{балки}} ] где:

   • (\rho_{\text{вода}}) — плотность воды (около 1000 кг/м³),
   • (g) — ускорение свободного падения (приблизительно 9,8 м/с²),
   • (V_{\text{балки}}) — объём балки (0,08 м³).

   Подставим значения: [ F_{\text{Архимеда}} = 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 \cdot 0,08 \, \text{м}^3 = 784 \, \text{Н} ]

2. Сила тяжести балки:

   Сначала нужно найти массу балки. Для этого используем плотность чугуна ((\rho_{\text{чугун}})). Плотность чугуна составляет примерно 7200 кг/м³.

   Масса балки: [ m{\text{балки}} = \rho{\text{чугун}} \cdot V{\text{балки}} ] Подставим значения: [ m{\text{балки}} = 7200 \, \text{кг/м}^3 \cdot 0,08 \, \text{м}^3 = 576 \, \text{кг} ]

   Вес балки (сила тяжести): [ F{\text{тяжести}} = m{\text{балки}} \cdot g ] [ F_{\text{тяжести}} = 576 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{м/с}^2 = 5644,8 \, \text{Н} ]

3. Рассчитаем необходимую силу для удержания балки:

   Чтобы удерживать балку в воде, нужно компенсировать разницу между выталкивающей силой и силой тяжести.

   Разность сил: [ F{\text{удержания}} = F{\text{тяжести}} - F{\text{Архимеда}} ] Подставим значения: [ F{\text{удержания}} = 5644,8 \, \text{Н} - 784 \, \text{Н} = 4860,8 \, \text{Н} ]

Таким образом, для удержания в воде чугунной балки объёмом 0,08 м³ требуется приложить силу примерно 4860,8 Н.

Для того чтобы определить необходимую силу для удержания чугунной балки в воде объемом 0,08 м³, нам необходимо учитывать закон Архимеда. Согласно этому закону, всплывающая сила, действующая на тело, равна весу вытесненной им жидкости.

Сначала необходимо найти массу чугунной балки. Для этого воспользуемся плотностью чугуна, которая составляет примерно 7800 кг/м³. Учитывая объем балки 0,08 м³, масса балки будет равна:

m = V p = 0,08 м³ 7800 кг/м³ = 624 кг

Теперь вычислим вес балки в воде. Учитывая ускорение свободного падения на Земле (g = 9,8 м/с²), вес балки в воде будет равен:

F_вес = m g = 624 кг 9,8 м/с² = 6115,2 Н

Наконец, вычислим всплывающую силу, действующую на балку. Она будет равна весу вытесненной жидкости, то есть объему балки, умноженному на плотность воды (приблизительно 1000 кг/м³) и ускорение свободного падения:

F_вспл = V p_воды g = 0,08 м³ 1000 кг/м³ 9,8 м/с² = 784 Н

Таким образом, для удержания чугунной балки объемом 0,08 м³ в воде потребуется сила всплывания примерно 784 Н.