Яку силу необхідно застосувати, щоб тримати занурену в воду залізну деталь розмірами 20х20х25см?

Для решения данной задачи необходимо применить законы Архимеда, которые гласят, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила поддержания, равная весу вытесненного им объема жидкости. Также нам понадобится информация о плотности железа и плотности воды.

Плотность вещества вычисляется как отношение массы к объему.

Массу $m$ железной детали мы можем вычислить, используя объем $V$ и плотность железа ${\rho }_{жел}$, по формуле:

$$m=V\times {\rho }_{жел}$$

Объем вычисляем по формуле:

$$V=a\times b\times c$$

где $a$, $b$ и $c$ - длины сторон детали. В нашем случае:

$$V=20см\times 20см\times 25см=10000с{м}^3$$

Теперь можем вычислить массу $m$ железной детали. Но для этого нам необходимо знать плотность железа. За основу возьмем плотность железа равную 7,8 $г/с{м}^3$:

$$m=10000с{м}^3\times 7.8г/с{м}^3=78000г$$

Теперь, зная массу $m$ и плотность воды ${\rho }_{воды}=1г/с{м}^3$, мы можем рассчитать объем воды, которую вытеснит погруженное в нее железо и сравнить его с объемом детали $V$. Разница между этими объемами будет являться объемом вытесненной воды.

Объем вытесненной воды можно найти, используя формулу:

$$V_{выт}=\frac{m}{{\rho }_{воды}}=\frac{78000г}{1г/с{м}^3}=78000с{м}^3$$

Так как объем железной детали $V$ равен 10000 $с{м}^3$, а объем вытесненной воды $V_{выт}$ равен 78000 $с{м}^3$, то объем вытесненной воды больше объема детали.

Теперь мы можем решить эту задачу. Сила $F$, которую необходимо приложить к детали, чтобы удержать ее в воде, равна весу вытесненной деталью воды. Вес определяется умножением массы на ускорение свободного падения. Возьмем $g$ равным 9.8 $м/{с}^2$:

$$F=m_{выт}\times g$$

где $m_{выт}$ - масса вытесненной воды.

Подставим значения:

$$F=78000г\times 9.8м/{с}^2=764400Н$$

Таким образом, чтобы удержать залитую жидкостью железную деталь размерами 20х20х25см, необходимо приложить силу, равную 764400 Н (Ньютон).

Надеюсь, что этот подробный ответ помог вам понять, как решить данную задачу и объяснил все этапы решения. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь обратиться.