Обозначим A - работу, F1 - силу при подъеме груза, находящегося в воде, F2 - силу при подъеме груза, находящегося в воздухе, S1 и S2 - длину пути в воде и в воздухе соответственно, V - объем гранита, Pг и Рв - удельную плотность гранита и воды.
Тогда работа будет равна сумме работ по подъему гранита из воды и дальнейшему подъему в воздухе:
A=F1S1+F2S2
На гранит в воде действует сила тяжести, равная mg и противодействующая ей выталкивающая сила, равная gVРв: Тогда подъемная сила должна быть равна:
F1=mg-gVPв=gVРг-gVPв
На гранит в воздухе действует сила тяжести, равная gVРг. Тогда подъемная сила на этом участке должна равна:
F2=gVPг
Таким образом: A=(gVРг-gVPв)*S1+gVPг*S2
Плотность воды и гранита - справочные данные, находим по таблицам:
Рв = 1000 кг/м^3 Рг=2700 кг/м^3
Подставив данные получите результат.
Проводник 1
Объяснение:
Из рисунка видно, что проводники из разных материалов с номерами 1 и 6, 2 и 5, 3 и 4 соответственно имеют попарно одинаковые длины и сечения.
Удельное сопротивление меди, указанное в условии задачи, меньше, чем удельное сопротивление железа. Этого говорит о том, что при одинаковой длине и сечении медные проводники будут также иметь меньшее, чем железные проводники, сопротивление.
Таким образом, выбор сокращается только до медных проводников с номерами 1, 2 или 3.
Вспомним формулу сопротивления проводника из материала с известным удельным сопротивлением:
где p - удельное сопротивление материала проводника
l - длина проводника
S - площадь сечения проводника
Удельное сопротивление у проводников 1, 2 и 3 одинаковое.
Рассмотрим проводники 2 и 3. Проводник 3 имеет большую длину, а в формуле сопротивления (см. выше) длина проводника l находится в числителе дроби, значит, зависимость сопротивления от длины проводника - прямая, т.е. чем больше длина, тем больше сопротивление. Таким образом, проводник 2 имеет меньшее сопротивление, чем проводник 3.
Рассмотрим проводники 1 и 2. Проводник 1 имеет большее сечение, а в формуле сопротивления (см. выше) площадь сечения проводника S находится в знаменателе дроби, значит, зависимость сопротивления от площади сечения проводника - обратная, т.е. чем больше сечение, тем меньше сопротивление. Таким образом, проводник 1 имеет меньшее сопротивление, чем проводник 2.