какую работу надо совершить чтобы поднять со дна озера глубиной 10 м на поверхность чугунный якорь массой 100 кг?

Дано:

m = 100 килограмм - масса чугунного якоря, который необходимо поднять со дна озера;

h = 10 метров - глубина, на которой находится якорь;

ro = 7200 кг/м³ (килограмм на кубический метр) - плотность чугуна;

ro1 = 1000 кг/м³ - плотность воды;

g = 9,8 Н/кг (Ньютон на килограмм) - ускорение свободного падения.

Требуется определить A (Джоуль) - какую работу необходимо совершить, чтобы поднять якорь со дна озера.

Так как в условии задачи не указано, считаем, что якорь поднимают равномерно. Тогда, сила с которой будут поднимать якорь, будет равно разности силы тяжести и архимедовой силы:

F = Fтяжести - Fархимеда = m * g - ro1 * V * g = m * g - ro1 * m * g / ro =

=m * g * (1 - ro1 / ro) = 100 * 9,8 * (1 - 1000 / 7200) = 980 * 0,86 = 842,8 Ньютон.

Тогда работа будет равна:

A = F * h = 842,8 * 10 = 8428 Джоулей.

Ответ: чтобы поднять чугунный якорь со дна озера, необходимо совершить работу, равную 8428 Джоулей.