Упр.28.20 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Лукашик, Иванова 8 класс, Просвещение: Какая работа совершается при подъеме гранитной плиты объемом 2 м3 на высоту 12 м? Чему будет равна работа, если эту плиту поднимать на ту же высоту в воде?

При подъёме плиты в воздухе работа против силы тяжести равна

$$A=mgh.$$

Масса плиты:

$$m=\rho V.$$

Для гранита берём $$\rho \approx 2600\ \text{кг/м}^3$$, тогда

$$m=2600\cdot 2=5200\ \text{кг}.$$

Работа при подъёме на высоту $$h=12\ \text{м}$$:

$$A=5200\cdot 10\cdot 12=624000\ \text{Дж}=6{,}24\cdot 10^5\ \text{Дж}.$$

Если плиту поднимать в воде, то на неё действует выталкивающая сила Архимеда, поэтому требуемая работа меньше:

$$A_{\text{в воде}}=(mg-F_A)h,$$

где

$$F_A=\rho_{\text{в}}gV=1000\cdot 10\cdot 2=20000\ \text{Н}.$$

Тогда

$$A_{\text{в воде}}=(5200\cdot 10-20000)\cdot 12=424000\ \text{Дж}=4{,}24\cdot 10^5\ \text{Дж}.$$

Ответ: $$6{,}24\cdot 10^5\ \text{Дж}$$; в воде $$4{,}24\cdot 10^5\ \text{Дж}$$.