Упр.31.14 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)
- При помощи неподвижного блока поднимают из воды гранитную плиту объёмом $$0{,}07\ \text{м}^3$$. Какую силу прикладывают рабочие, когда плита находится в воде? Над поверхностью воды? Достаточно ли двух рабочих массой $$90\ \text{кг}$$ каждый для выполнения этой работы? Трение не учитывайте.
- При помощи неподвижного блока поднимают из воды гранитную плиту объёмом $$0{,}03\ \text{м}^3$$. Какую силу прилагают рабочие, когда плита находится в воде; над поверхностью воды? Трение не учитывать.
При подъёме плиты неподвижным блоком выигрыш в силе отсутствует, поэтому сила, прикладываемая рабочими, равна весу плиты в соответствующей среде.
Дано
$$V=0{,}07\ \text{м}^3$$
$$\rho_{\text{гр}}=2800\ \text{кг/м}^3$$
$$\rho_{\text{в}}=1000\ \text{кг/м}^3$$
$$g=9{,}8\ \text{м/с}^2$$
$$m_1=90\ \text{кг}$$
$$m_2=90\ \text{кг}$$
Ход решения
1) Масса гранитной плиты:
$$m=V\rho_{\text{гр}}=0{,}07\cdot 2800=196\ \text{кг}$$
Вес плиты в воздухе:
$$F_{\text{возд}}=mg=196\cdot 9{,}8\approx 1920\ \text{Н}$$
2) В воде на плиту действует выталкивающая сила Архимеда:
$$F_A=V\rho_{\text{в}}g=0{,}07\cdot 1000\cdot 9{,}8\approx 686\ \text{Н}$$
Тогда сила, необходимая для подъёма плиты в воде:
$$F_{\text{в воде}}=F_{\text{возд}}-F_A\approx 1920-686=1234\ \text{Н}\approx 1235\ \text{Н}$$
3) Над поверхностью воды выталкивающая сила исчезает, поэтому:
$$F_{\text{над водой}}=F_{\text{возд}}\approx 1920\ \text{Н}$$
4) Проверим, достаточно ли двух рабочих:
$$F_{\text{раб}}=(m_1+m_2)g=180\cdot 9{,}8=1764\ \text{Н}$$
Так как $$1764\ \text{Н} > 1235\ \text{Н}$$, в воде двух рабочих достаточно. Но для подъёма плиты над водой нужно $$1920\ \text{Н}$$, а это больше, чем могут создать два рабочих.
Ответ
В воде: $$1235\ \text{Н}$$; над поверхностью воды: $$1920\ \text{Н}$$. Двух рабочих достаточно только для подъёма плиты в воде, но недостаточно для подъёма над водой.
