Какая вертикальная сила необходима, чтобы оторвать кубик массой 900 г от дна сосуда, если его ребро равно 50 мм, а вода

Какая вертикальная сила необходима, чтобы оторвать кубик массой 900 г от дна сосуда, если его ребро равно 50 мм, а вода наливается на высоту 15 см? Вода не проникает под кубик и атмосферное давление составляет 760 мм рт. ст. Коэффициент g равен 10 Н/кг.
Путешественник

Путешественник

Для решения данной задачи необходимо определить силу, которую нужно приложить для отрыва кубика от дна сосуда.

Шаг 1: Рассчитаем массу кубика, используя данную информацию о его массе. Масса выражается в килограммах, поэтому нам нужно преобразовать массу кубика 900 г в килограммы:
\[ \text{Масса кубика} = \frac{900 \, \text{г}}{1000} = 0.9 \, \text{кг} \]

Шаг 2: Рассчитаем объем воды, который закрыт кубиком. Объем кубика равен объему воды, так как они полностью заполняют пространство друг друга. Объем выражается в кубических метрах, поэтому нам нужно преобразовать данные размеры в метры:
\[ \text{Высота воды} = 15 \, \text{см} = 0.15 \, \text{м} \]
\[ \text{Ширина кубика} = 50 \, \text{мм} = 0.05 \, \text{м} \]
\[ \text{Длина кубика} = 50 \, \text{мм} = 0.05 \, \text{м} \]

Теперь можно вычислить объем воды:
\[ \text{Объем воды} = \text{Высота воды} \times \text{Ширина кубика} \times \text{Длина кубика} \]
\[ \text{Объем воды} = 0.15 \, \text{м} \times 0.05 \, \text{м} \times 0.05 \, \text{м} = 0.000375 \, \text{м}^3 \]

Шаг 3: Рассчитаем силу давления воды, действующую на кубик. Давление выражается в паскалях (Па), однако часто используется и миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.). Полученное значение атмосферного давления также нужно преобразовать в паскали:
\[ \text{Атмосферное давление} = 760 \, \text{мм рт. ст.} \times \frac{133.32 \, \text{Па}}{\text{мм рт. ст.}} \]
\[ \text{Атмосферное давление} = 101352 \, \text{Па} \]

Сила давления воды, действующая на кубик, вычисляется с помощью величины плотности воды, гравитационной постоянной g и объема воды:
\[ \text{Сила давления воды} = \text{Плотность воды} \times g \times \text{Объем воды} \]

Плотность воды в данной задаче составляет приблизительно 1000 кг/м³, а значение гравитационной постоянной g равно 10 Н/кг. Подставим эти значения и рассчитаем силу давления воды:
\[ \text{Сила давления воды} = 1000 \, \text{кг/м³} \times 10 \, \text{Н/кг} \times 0.000375 \, \text{м³} \]

Шаг 4: Рассчитаем силу, необходимую для отрыва кубика от дна сосуда. Для этого нужно вычесть силу давления воды из веса кубика. Вес кубика равен произведению его массы на гравитационную постоянную:
\[ \text{Вес кубика} = \text{Масса кубика} \times g \]
\[ \text{Сила, необходимая для отрыва кубика} = \text{Вес кубика} - \text{Сила давления воды} \]

Подставим значения и выполним расчет:
\[ \text{Вес кубика} = 0.9 \, \text{кг} \times 10 \, \text{Н/кг} \]
\[ \text{Сила, необходимая для отрыва кубика} = (0.9 \, \text{кг} \times 10 \, \text{Н/кг}) - (1000 \, \text{кг/м³} \times 10 \, \text{Н/кг} \times 0.000375 \, \text{м³}) \]

Выполнив расчеты, получаем значение:
\[ \text{Сила, необходимая для отрыва кубика} = 8.1 \, \text{Н} \]

Таким образом, чтобы оторвать кубик массой 900 г от дна сосуда, необходимо приложить вертикальную силу в размере 8.1 Н.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello