Какую силу надо приложить, чтобы удержать под водой алюминиевый шар массой 5,4 кг? (плотность алюминия 2700 кг/м3, плотность воды 1000 кг/м3)

m = 5,4 кг.

ρа = 2700 кг/м^3.

ρв = 1000 кг/м^3.

g = 9,8 м/с^2.

F - ?

На тело находящееся под водой действует 2 силы: сила тяжести m * g направленная вертикально вниз; выталкивающая сила Архимеда Fарх направленная вертикально вверх.

Найдем силу тяжести m * g = 5,4 кг * 9,8 м/с^2 = 52,92 Н.

Сила Архимеда определяется формулой: Fарх = ρв * g * V. Где ρ - плотность жидкости в которую погружено тело, g - ускорение свободного падения, V - объем погруженного тела в жидкость.

ρа = m / V.

V = m / ρа.

Fарх = ρв * g * m / ρа.

Fарх = 1000 кг/м^3 * 9,8 м/с^2 * 5,4 кг / 2700 кг/м^3 = 19,6 Н.

Ответ: Видим что сила тяжести больше выталкивающей силы. Поэтому тело будет тонуть без прикладывание силы.