Камень массой 1 кг падает в воде с ускорением 8 м/с2. Определить силу сопротивления действующую на камень

Сначала определим вес камня, который равен его массе умноженной на ускорение свободного падения: F(вес) = m g = 1 кг 9,8 м/с^2 = 9,8 Н

Затем определим силу Архимеда, которая равна весу вытесненной камнем воды: F(Архимеда) = плотность_воды объем_подводимой_камнем_воды g = 1000 кг/м^3 V g

Так как объем вытесненной воды равен объему камня, то можно выразить объем через массу и плотность камня: V = m / плотность_камня = 1 кг / 1000 кг/м^3 = 0,001 м^3

Теперь можем выразить силу Архимеда: F(Архимеда) = 1000 кг/м^3 0,001 м^3 9,8 м/с^2 = 9,8 Н

Наконец, сила сопротивления равна разности веса камня и силы Архимеда: F(сопротивление) = F(вес) - F(Архимеда) = 9,8 Н - 9,8 Н = 0 Н

Таким образом, сила сопротивления, действующая на камень в воде, равна нулю.

Сила сопротивления равна разности между силой тяжести и силой Архимеда.

Для определения силы сопротивления, действующей на камень, необходимо учесть все силы, влияющие на его движение. В данном случае камень находится в воде и двигается с ускорением, отличным от ускорения свободного падения, что указывает на наличие силы сопротивления.

1. Определение сил:

   • Сила тяжести (вес камня): ( F_{\text{г}} = mg ), где ( m ) — масса камня, ( g ) — ускорение свободного падения (примерно 9.8 м/с²).
   • Сила сопротивления воды: Обозначим её как ( F_{\text{сопр}} ).

2. Уравнение движения: Для камня, движущегося в воде, действуют две основные силы: сила тяжести и сила сопротивления. Согласно второму закону Ньютона, сумма сил равна произведению массы тела на его ускорение: [ F{\text{г}} - F{\text{сопр}} = ma ] Здесь ( a ) — ускорение камня (8 м/с²).

3. Подстановка значений:

   • Сила тяжести: ( F_{\text{г}} = mg = 1 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с}^2 = 9.8 \, \text{Н} ).
   • Уравнение движения примет вид: [ 9.8 \, \text{Н} - F{\text{сопр}} = 1 \, \text{кг} \times 8 \, \text{м/с}^2 ] [ 9.8 \, \text{Н} - F{\text{сопр}} = 8 \, \text{Н} ]

4. Решение уравнения: [ F_{\text{сопр}} = 9.8 \, \text{Н} - 8 \, \text{Н} = 1.8 \, \text{Н} ]

Таким образом, сила сопротивления, действующая на камень, составляет 1.8 Н.