Железную деталь размерами 20*20*25 см погружают в воду. Какую силу надо приложить, чтобы удержать эту деталь в воде? Плотность воды 1000 кг / м, плотность железа 7800 кг / м

a = 20 см = 0,2 м.

b = 20 см = 0,2 м.

h = 25 см = 0,25 м.

ρв = 1000 кг/м³.

ρж = 7800 кг/м³.

g = 9,8 м/с².

F - ?

На тело, погруженное в жидкость или газ, действует 2 силы: сила тяжести Fт и сила Архимеда Fарх.

Сила тяжести Fт, направленна вертикально вниз и определяется формулой: Fт = m * g = V * ρж * g.

Выталкивающая сила Архимеда Fарх определяется формулой: Fарх = ρв * g * V. Где ρв - плотность жидкости, в которое погружено тело, g - ускорение свободного падения, V - объем погруженной части тела в жидкость.

F = Fт - Fарх = V * ρж * g - V * ρв * g = V * g * (ρж - ρв).

Так как деталь имеет форму прямоугольного параллелепипеда, то его объем V выразим формулой: V = a * b * h.

F = a * b * h * g * (ρж - ρв).

F = 0,2 м * 0,2 м * 0,25 м * 9,8 м/с² * (7800 кг/м³ - 1000 кг/м³) = 666,4 Н.

Ответ: чтобы удержать деталь под водой, необходимо к ней приложить силу F = 666,4 Н, направленную вертикально вверх.