Дано: = 10 кг -- максимально допустимая масса кг/м³ -- плотность камня кг/м³ -- плотность воды
Дано:
Решение: Максимально допустимый вес подъема в воздухе равен: . В воде на объект помимо силы тяжести будет действовать и выталкивающая сила Архимеда (направлена вверх, поэтому со знаком минус): . Именно поэтому в воде проще поднимать тяжелые предметы. Сила Архмеда определяется следующим образом: , где - объем тела, а - ускорение свободного падения. Объем тела является отношением массы тела к плотности тела : . Таким образом, можем определить вес предмета в воде так: .
Приравняв вес в воде и воздухе можем вычислить массу камня, которую мальчик сможет поднять в воде:
Для равноускоренного движения верно следующее выражение скорости: v= v0 + at, где v0 - начальная скорость (в нашем случае 12), a - ускорение (в нашем случае 4). Вспомним выражение для импульса: p = mv. Найдём начальный импульс тела: p1 = 0,4 * 12 = 4,8 кг*м/с. Найдём скорость через две секунды: v2 = 12 - 4*2 = 4 м/с. Отсюда конечный импульс: p2 = 0,4 * 4 = 1,6 кг*м/с. Изменение импульса, таким образом: p1-p2 = 4,8 - 1,6 = 3,2 кг*м/с. Теперь найдём силу. Вспомним связь ускорения и вызывающей его силы: F = ma. Подставляем наши данные: F = 0,4 * (-4) = -1,6 Н. Отрицательное значение показывает, что сила противонаправлена движению тела и оказывает на него замедляющее действие.