Какой величины силу нужно приложить, чтобы погрузить в воду на глубину 0‚5 метров пластмассовый шар диаметром 18 сантиметров (то есть объëмом около 3 кубических дециметров)? Какой…

Для начала давайте найдем силу, которая нужна для погружения пластмассового шара в воду. Мы знаем, что шар имеет объем примерно 3 кубических дециметра (3000 кубических сантиметров), а его диаметр составляет 18 сантиметров.

1. Определение силы Архимеда. Согласно принципу Архимеда, погруженный в жидкость объект испытывает со стороны этой жидкости подъемную силу, равную весу вытесненной им жидкости. В нашем случае это будет вес воды, вытесняемой шаром.

   Плотность воды составляет приблизительно 1 г/см³ (или 1000 кг/м³), следовательно: \[ F_{\text{подъем}} = V \times \rho_{\text{воды}} \times g, \] где:

   • \( V = 3000 \, \text{см}^3 \) — объем шара,
   • \( \rho_{\text{воды}} = 1 \, \text{г/см}^3 \) — плотность воды,
   • \( g \approx 9.81 \, \text{м/c}^2 \) — ускорение свободного падения.

   Подставим значения: \[ F_{\text{подъем}} = 3000 \, \text{см}^3 \times 1 \, \text{г/см}^3 \times 9.81 \, \text{м/c}^2 = 3000 \, \text{г} \times 9.81 \, \text{м/c}^2 \approx 29.43 \, \text{Н}. \]

2. Определение силы, необходимой для погружения шара. Чтобы погрузить шар на глубину 0,5 метра, необходимо превзойти подъемную силу. Таким образом, потребуется приложить силу, равную подъемной силе, чтобы компенсировать её и дополнительно обеспечить необходимую силу для погружения. То есть, вам необходимо приложить силу примерно 29.43 Н.

3. Определение массы гири. Теперь, чтобы узнать, какую массу гири можно поднять, применив такое же усилие, нужно использовать формулу: \[ F = m \times g. \] Отсюда выражаем массу: \[ m = \frac{F}{g} \approx \frac{29.43 \, \text{Н}}{9.81 \, \text{м/c}^2} \approx 3 \, \text{кг}. \]

Таким образом, чтобы погрузить пластмассовый шар в воду на глубину 0,5 метра, нужно приложить силу примерно 29.43 Н, а поднять можно гирю массой около 3 кг.