Чтобы определить силу, которая выталкивает алюминиевый брусок из воды, необходимо рассмотреть силу архимеда, действующую на брусок. Эта сила равна весу вытесненной водой жидкости.
Определим объем бруска. Для этого используем формулу: \[ V = \frac{m}{\rho} \] где:
- \(m\) — масса бруска (54 кг),
- \(\rho\) — плотность алюминия (приблизительно 2700 кг/м³).
Таким образом, объем бруска можно вычислить: \[ V = \frac{54 \, \text{кг}}{2700 \, \text{кг/м}^3} \approx 0.02 \, \text{м}^3 \]
Определим силу архимеда. Сила архимеда \(F_a\) равна весу вытесненной воды: \[ F_a = V \cdot \rho_{воды} \cdot g \] где:
- \(\rho_{воды}\) — плотность воды (приблизительно 1000 кг/м³),
- \(g\) — ускорение свободного падения (принимаем \(g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2\)).
Подставим значения: \[ F_a = 0.02 \, \text{м}^3 \cdot 1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \approx 196.2 \, \text{Н} \]
Таким образом, сила, которая выталкивает алюминиевый брусок из воды, составляет приблизительно 196.2 Н.