Какая требуется сила, чтобы удержать в воде медный брусок массой 270 г и объемом в 30 кубических сантиметров?...

Для того чтобы удержать медный брусок массой 270 г и объемом 30 кубических сантиметров в воде, необходимо уравновесить силу тяжести бруска силой Архимеда, которая возникает при погружении тела в жидкость.

Условие: медь имеет плотность 8,96 г/см³, плотность воды составляет 1 г/см³.

Для расчета силы Архимеда используем формулу: F = ρ V g, где ρ - плотность жидкости (воды), V - объем погруженной части тела, g - ускорение свободного падения (принимаем за 10 м/c²).

Масса медного бруска равна 270 г, а его объем равен 30 кубическим сантиметрам (или 30 мл). Плотность меди равна 8,96 г/см³, поэтому масса погруженной части бруска будет равна 30 г.

Теперь можем найти объем погруженной части бруска, используя формулу плотности: V = m / ρ, V = 30 г / 8,96 г/см³, V ≈ 3,35 см³.

Теперь можем найти силу Архимеда: F = 1 г/см³ 3,35 см³ 10 м/c², F = 33,5 Н.

Таким образом, для удержания медного бруска массой 270 г и объемом 30 кубических сантиметров в воде потребуется сила Архимеда, равная 33,5 Н.

Конечно! Давайте рассмотрим задачу детально.

Условие:

Нам нужно найти силу, требуемую для удержания в воде медного бруска, имеющего массу (270 \text{ г}) и объем (30 \text{ см}^3).

Решение:

1. Переводим единицы измерения в СИ:

   • Масса (m = 270 \text{ г} = 0.27 \text{ кг})
   • Объем (V = 30 \text{ см}^3 = 30 \times 10^{-6} \text{ м}^3 = 3 \times 10^{-5} \text{ м}^3)

2. Определяем силу тяжести, действующую на брусок: Сила тяжести (F_g) вычисляется по формуле: [ F_g = mg ] где (g) — ускорение свободного падения ((9.81 \text{ м/с}^2)).

   Подставляем значения: [ F_g = 0.27 \text{ кг} \times 9.81 \text{ м/с}^2 = 2.6487 \text{ Н} ]

3. Определяем силу Архимеда, действующую на брусок: Сила Архимеда (F_A) равна весу вытесненной воды и вычисляется по формуле: [ FA = \rho{\text{вода}} V g ] где (\rho_{\text{вода}}) — плотность воды ((1000 \text{ кг/м}^3)).

   Подставляем значения: [ F_A = 1000 \text{ кг/м}^3 \times 3 \times 10^{-5} \text{ м}^3 \times 9.81 \text{ м/с}^2 = 0.2943 \text{ Н} ]

4. Находим необходимую силу для удержания бруска в воде: Для удержания бруска в воде необходимо компенсировать разницу между силой тяжести и силой Архимеда. Эта сила направлена вниз, поскольку брусок имеет большую плотность, чем вода, и стремится утонуть.

   Необходимую силу (F) можно вычислить: [ F = F_g - F_A ]

   Подставляем значения: [ F = 2.6487 \text{ Н} - 0.2943 \text{ Н} = 2.3544 \text{ Н} ]

Ответ:

Требуемая сила для удержания медного бруска в воде составляет (2.3544 \text{ Н}).