Задача 4: Бетонная плита объёмом 2 м³ погружена в воду. Какую силу необходимо приложить, чтобы удержать её в воде; в воздухе?

1. Чтобы удержать плиту в воде, нужно преодолеть силу тяжести и выталкивающую силу. Вес плиты в воздухе: $$P = mg = \rho_{бетона} * V * g$$ где: $$\rho_{бетона}$$ - плотность бетона (примерно 2200 кг/м³), V - объем плиты (2 м³), g - ускорение свободного падения (9,8 м/с²). $$P = 2200 \frac{кг}{м^3} * 2 м^3 * 9,8 \frac{м}{с^2} = 43120 H$$ Выталкивающая сила (сила Архимеда): $$F_A = \rho_{воды} * g * V = 1000 \frac{кг}{м^3} * 9,8 \frac{м}{с^2} * 2 м^3 = 19600 H$$ Сила, необходимая для удержания плиты в воде: $$F_{удержания} = P - F_A = 43120 H - 19600 H = 23520 H$$ 2. В воздухе плиту удерживать не требуется, так как сила тяжести уже удерживает её на земле. Чтобы поднять плиту, необходима сила, равная ее весу, то есть 43120 H. Ответ: Чтобы удержать плиту в воде, нужно приложить силу 23520 Н. В воздухе сила не требуется (для удержания на земле), а для подъема – 43120 H.