Задача
Какую силу надо приложить для удержания в воде камня массой 20 кг? Плотность вещества камня 2500 кг/м³ .
Описание задачи
Уровень сложности задачи есть школьный.
Раздел естествознания - физика.
Раздел физики - механика жидкостей и газов.
Используемый законы:
закон Архимеда для жидкостей и газов.
Геометрические расчеты отсутствуют.
Рассматриваем движение вдоль прямой.
Решаем методами алгебры и арифметики.
Математический анализ не используем.
Проверяем выполнение правила размерности в окончательной алгебраической формуле. Числовой ответ получаем в системе СИ и СГС.
Основные понятия: сила, ускорение.
Качественное решение такое.
На камень действует сила тяжести и сила Архимеда.
Вес камня определяется этими силами.
Для удержания камня нужна сила равная весу по величине.
Рассматривается движение вдоль прямой.
Координатная ось совпадает с этой прямой.
Положительное направление выбирается по направлению силы тяжести. От векторной записи переходим к записи в проекциях на координатную ось. Получаем выражение для для веса камня. Плотность воды есть 1000 кг/м³.
Количественное решение на фото.
