С какой силой следует поднимать поршень насоса вверх, чтобы поднять воду на высоту h = 5 м? Площадь поперечного сечения

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо применить принцип Архимеда и законы сохранения энергии. Давайте взглянем на пошаговое решение.

Шаг 1: Найдем массу воды, которую необходимо поднять на высоту h. Масса m воды будет равна ее плотности p умноженной на объем V:

\[m = pV\]

Объем V можно вычислить, умножив площадь поперечного сечения трубки насоса A на высоту h:

\[V = Ah\]

Шаг 2: Рассчитаем площадь поперечного сечения трубки насоса A в квадратных метрах. Коэффициент перевода см2 в м2 равен \(10^{-4}\), поэтому A будет равно:

\[A = 4 \cdot 10^{-4} \, \text{м}^2\]

Шаг 3: Посчитаем массу воды, которую нужно поднять. Плотность воды p равна \(1 \, \text{г/см}^3\). Чтобы получить массу в килограммах, нужно использовать коэффициент перевода \(10^3\):

\[m = pV = 1 \cdot 10^3 \, \text{кг/м}^3 \cdot 4 \cdot 10^{-4} \, \text{м}^2 \cdot 5 \, \text{м} = 2 \, \text{кг}\]

Шаг 4: Подсчитаем силу F, необходимую для поднятия этой массы воды на высоту h. Для этого воспользуемся уравнением Ньютона:

\[F = mg\]

где g - это ускорение свободного падения (\(10 \, \text{Н/кг}\)). Подставив значения массы m и ускорения свободного падения g, получаем:

\[F = 2 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{Н/кг} = 20 \, \text{Н}\]

Ответ: Чтобы поднять воду на высоту 5 м, необходимо приложить силу величиной 20 Н.