5. Какую силу нужно приложить, чтобы удержать под водой камень массой 30 кг и объемом 0,012 м³? Изобразите на рисунке силы, действующие на камень. Дано: P — ?

Дано:

• Масса камня (m) = 30 кг
• Объем камня (V) = 0,012 м³
• Ускорение свободного падения (g) ≈ 9,8 м/с² (примем для расчета 10 м/с²)
• Плотность воды (ρ) ≈ 1000 кг/м³

Решение:

1. Находим вес камня в воздухе (P):
   • P = m ⋅ g
   • P = 30 кг ⋅ 10 м/с² = 300 Н
2. Находим выталкивающую силу (Архимедову силу, F_A):
   • F_A = ρ ⋅ g ⋅ V
   • F_A = 1000 кг/м³ ⋅ 10 м/с² ⋅ 0,012 м³ = 120 Н
3. Находим силу, которую нужно приложить для удержания камня под водой (F): Сила, необходимая для удержания, равна разнице между весом камня в воздухе и выталкивающей силой.
   • F = P - F_A
   • F = 300 Н - 120 Н = 180 Н
4. Изображение сил, действующих на камень под водой:
   • Вес камня (P) – направлен вертикально вниз.
   • Выталкивающая сила (F_A) – направлена вертикально вверх.
   • Сила удержания (F) – направлена вертикально вверх (приложена к камню).

Ответ: 180 Н