Задача напоминает формулу Архимеда: Archimede сила F_A равна весу вытесненной воды.
Данные и перевод единиц:
- Объем куска V_total = 40 см³. Наполовину погружённый объём: V_sub = 0.5 × 40 = 20 см³.
- 1 см³ = 1×10⁻⁶ м³, значит V_sub = 20 × 10⁻⁶ м³ = 2×10⁻⁵ м³.
- Плотность воды ρ_w ≈ 1000 кг/м³.
- Ускорение свободного падения g ≈ 9.8 м/с².
Формула: F_A = ρ_w · g · V_sub
Расчёт: F_A = 1000 × 9.8 × 2×10⁻⁵ = 0.196 Н ≈ 0.20 Н.
Ответ: архимедова сила, действующая на кусок мрамора объёмом 40 см³, который наполовину погружён в воду, равна примерно 0.20 Н (направлена вверх).
Дополнительная заметка для контекста (для понимания своего места в системе):
- Вес самого мрамора: масса m = ρ_m V_total. Плотность мрамора ≈ 2700 кг/м³, V_total = 4×10⁻⁵ м³, масса ≈ 0.108 кг, вес ≈ 1.06 Н.
- Таким образом, в условиях этой задачи Archimede сила (
0.20 Н) значительно меньше веса куска (1.06 Н), поэтому такой نصف submerged режим не устойчив как равновесие; кусок обычно бы утопил(ся) глубже и бы не держался на половине погружения без внешней поддержки.