Який необхідно затовкти зусилля, щоб підтримувати під водою цегляний блок розміром 20 х 30

Для того чтобы рассчитать необходимые усилия для поддержания кирпичного блока размером 20x30 под водой, мы должны учесть несколько факторов.

Во-первых, на кирпич будут действовать две основные силы: сила тяжести и сила архимедовой выталкивающей силы.

Сила тяжести – это сила, которая действует на кирпич внизу в результате притяжения Земли. Ее можно рассчитать с помощью формулы:

\[F_т = m \cdot g\]

где \(F_т\) – сила тяжести, \(m\) – масса кирпича, \(g\) – ускорение свободного падения (приблизительно 9,8 м/с² на поверхности Земли).

Чтобы рассчитать массу кирпича, необходимо знать его объем и плотность. Объем можно найти, умножив длину, ширину и высоту:

\[V = 20 \cdot 30 \cdot h\]

где \(V\) – объем кирпича, \(h\) – высота кирпича (предположим, что она равна 10 см или 0,1 метра для упрощения расчетов).

Плотность кирпича может варьироваться, но для примера возьмем значение 2000 кг/м³.

Теперь можно рассчитать массу кирпича:

\[m = V \cdot \rho\]

где \(m\) – масса кирпича, \(\rho\) – плотность кирпича.

Итак, мы найдем массу кирпича:

\[m = (20 \cdot 30 \cdot 0.1) \cdot 2000 = 12000 \, \text{кг}\]

Теперь, зная массу кирпича, можем рассчитать силу тяжести:

\[F_т = 12000 \cdot 9.8 = 117600 \, \text{Н}\]

С другой стороны, на кирпич будет действовать архимедова выталкивающая сила, которая равна весу вытесненной воды. Объем вытесненной воды будет равен объему кирпича:

\[V_в = V = 20 \cdot 30 \cdot 0.1 = 60 \, \text{л}\]

Вытесненная вода будет иметь массу:

\[m_в = V_в \cdot \rho_в\]

где \(m_в\) – масса вытесненной воды, \(\rho_в\) – плотность воды (примерно 1000 кг/м³).

Рассчитаем массу вытесненной воды:

\[m_в = 60 \cdot 10^{-3} \cdot 1000 = 60 \, \text{кг}\]

Теперь мы можем рассчитать силу архимедовой выталкивающей силы:

\[F_в = m_в \cdot g = 60 \cdot 9.8 = 588 \, \text{Н}\]

Чтобы поддерживать кирпич под водой, необходимо, чтобы сила тяжести была больше выталкивающей силы. То есть:

\[F_т > F_в\]

\[117600 > 588\]

Таким образом, необходимо применить усилие, чтобы поддержать кирпич под водой. Усилие будет равно разности сил тяжести и архимедовой выталкивающей силы:

\[F_{усилие} = F_т - F_в = 117600 - 588 = 117012 \, \text{Н}\]

Таким образом, чтобы поддерживать под водой кирпич размером 20х30, необходимо применять усилие примерно равное 117012 Ньютона.