Какую силу сопротивления воды испытало березовое полено массой 8 кг, когда оно упало в воду с высоты 5 м и погрузилось

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся некоторые физические законы, включая закон Архимеда и закон сохранения энергии. Следуя пошагово, начнем с закона Архимеда.

Шаг 1: Закон Архимеда
Закон Архимеда гласит, что тело, погруженное в жидкость, испытывает возвышающую силу, равную весу вытесненной им жидкости. Вес жидкости определяется объемом жидкости и ее плотностью. Формула для этого закона записывается следующим образом:

\[F_{\text{возв}} = \rho_{\text{ж}} \cdot V \cdot g\]

где \(F_{\text{возв}}\) - возвышающая сила, \(\rho_{\text{ж}}\) - плотность жидкости, \(V\) - объем вытесненной жидкости, \(g\) - ускорение свободного падения (около 9,8 м/с² на Земле).

Шаг 2: Вычисление объема вытесненной жидкости
Для нашей задачи, полено погружено в воду. Плотность воды составляет примерно 1000 кг/м³. Чтобы найти объем вытесненной жидкости, мы можем использовать формулу:

\[V = \frac{m}{\rho_{\text{ж}}}\]

где \(m\) - масса полена.

Подставляя значения в формулу, получим:

\[V = \frac{8 \, \text{кг}}{1000 \, \text{кг/м³}} = 0.008 \, \text{м³}\]

Шаг 3: Вычисление силы сопротивления воды
Теперь, когда у нас есть объем вытесненной жидкости, мы можем вычислить силу сопротивления воды согласно закону Архимеда. Заменяя значения в формуле, получим:

\[F_{\text{возв}} = 1000 \, \text{кг/м³} \cdot 0.008 \, \text{м³} \cdot 9.8 \, \text{м/с²} = 78.4 \, \text{Н}\]

Таким образом, сила сопротивления воды, испытанная березовым поленом массой 8 кг, при погружении в воду с высоты 5 м и погружении на глубину 0.008 м³, составляет 78.4 Н.