Задача сводится к принципу аренуарного баланса сил: человек может поднять не более 500 Н, значит общий вес ведра с ртутью не должен превышать эту величину.
Дано:
- Максимальная сила, которую может приложить человек: F_max = 500 Н
- Маса пустого ведра: m_bucket = 2 кг
- Плотность ртути: ρ = 13600 кг/м^3
- Ускорение свободного падения: g ≈ 9.81 м/с^2
Пошаговое решение:
Найдём максимально допустимую массу, которую человек может поднять: m_max = F_max / g ≈ 500 / 9.81 ≈ 50.97 кг
Пусть в ведре будет объём V м³ ртути. Масса ртути тогда m_rtu = ρ V.
Условие подёмности: сумма масс ведра и ртуті не должна превышать m_max: m_bucket + m_rtu ≤ m_max 2 + ρ V ≤ 50.97
Решаем относительно V: ρ V ≤ 50.97 − 2 ≈ 48.97 V ≤ 48.97 / ρ ≈ 48.97 / 13600 ≈ 0.00360 м³
Переведём в литры: 0.00360 м³ × 1000 = 3.60 литра
Ответ: Примерно до 3.6 литра ртути можно налить в ведро, чтобы его суммарный вес был на границе того, что способен поднять человек (при условии игнорирования малых сжижённых эффектов воздуха и прочих факторов). Если заполнить чуть меньше, ведро будет легче и поднимется без проблем.