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

Какую силу надо приложить, чтобы удержать под водой кусок пробкового дерева, масса которого равна 80 г?

Плотность воды примем равной $$\rho_{\text{в}}=1000\ \text{кг/м}^3$$, плотность пробки меньше плотности воды, поэтому на кусок пробкового дерева действуют:

• сила тяжести $$mg$$ — вниз;
• сила Архимеда $$F_A$$ — вверх;
• сила, которой удерживают тело под водой, $$F$$ — вниз.

Чтобы тело было в равновесии под водой, нужно, чтобы

$$F+mg=F_A.$$

Сила Архимеда равна

$$F_A=\rho_{\text{в}}gV.$$

Так как $$V=\frac{m}{\rho}$$, то

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

Для пробки $$\rho \approx 250\ \text{кг/м}^3$$, $$m=80\ \text{г}=0{,}08\ \text{кг}$$. Тогда

$$F=0{,}08\cdot 10\left(\frac{1000}{250}-1\right)=0{,}8\cdot 3=2{,}4\ \text{Н}.$$

Ответ: $$2{,}4\ \text{Н}$$.