Рассмотрим подробно расчет силы, необходимой для удержания куска гранита объемом 40 дм³ в воде.
Сначала найдем силу тяжести воздуха на кусок гранита:
Сила тяжести в воздухе (Fт) рассчитывается по формуле: Fт = ρ * g * V, где
ρ - плотность гранита (примерно 2600 кг/м³),
g - ускорение свободного падения (приближенно равно 10 м/с² на Земле),
V - объем гранита (40 дм³ = 0,04 м³).
Подставим известные значения в формулу:
Fт = 2600 кг/м³ * 10 м/с² * 0,04 м³ = 1040 Н.
Таким образом, сила тяжести воздуха на кусок гранита составляет 1040 Н.
Затем рассчитаем силу Архимеда, действующую на кусок гранита в воде:
Сила Архимеда (Fa) рассчитывается по формуле: Fa = ρ1 * g * V, где
ρ1 - плотность воды (1000 кг/м³) - предполагаем, что вода имеет плотность 1000 кг/м³.
Подставим известные значения в формулу:
Fa = 1000 кг/м³ * 10 м/с² * 0,04 м³ = 400 Н.
Таким образом, сила Архимеда на кусок гранита в воде составляет 400 Н.
Наконец, вычислим силу, необходимую для удержания куска гранита в воде:
ΔF = Fт - Fa,
где ΔF - разность между силой тяжести воздуха и силой Архимеда.
Подставим известные значения в формулу:
ΔF = 1040 Н - 400 Н = 640 Н.
Итак, сила, которую нужно приложить, чтобы удержать в воде кусок гранита объемом 40 дм³, составляет 640 Н.