Упр.27.54 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

1. Какую силу надо приложить, чтобы удержать под водой кусок пробкового дерева, масса которого равна $$80\ \text{г}$$?

Сила тяжести, действующая на кусок пробки:

$$F_{\text{тяж}}=mg$$

Выталкивающая сила воды:

$$F_A=\rho_{\text{в}}gV$$

Так как кусок пробки нужно удержать под водой, приложенная сила должна быть направлена вниз и уравновешивать разность между выталкивающей силой и силой тяжести:

$$F=F_A-mg$$

Объём куска пробки найдём через его массу и плотность пробки:

$$V=\frac{m}{\rho_{\text{пр}}}$$

Тогда

$$F=\rho_{\text{в}}g\frac{m}{\rho_{\text{пр}}}-mg=mg\left(\frac{\rho_{\text{в}}}{\rho_{\text{пр}}}-1\right)$$

Подставим значения: $$m=80\ \text{г}=0{,}08\ \text{кг}$$, $$\rho_{\text{в}}=1000\ \text{кг/м}^3$$, $$\rho_{\text{пр}}=240\ \text{кг/м}^3$$, $$g\approx 10\ \text{Н/кг}$$:

$$F=0{,}08\cdot 10\left(\frac{1000}{240}-1\right)=0{,}8\cdot\frac{760}{240}\approx 2{,}5\ \text{Н}$$

Ответ: $$2{,}5\ \text{Н}$$, сила должна быть направлена вниз.