Дано:
m = 16 кг
р(чугуна) = 7 г/см³ = 7000 кг/м³
р(воды) = 1 г/см³ = 1000 кг/м³
F = ?
Сила, которую следует приложить, будет равна весу гири. Вес гири, в свою очередь, в воде равен равнодействующей силы тяжести и силы Архимеда. Плотность чугуна гораздо больше плотности воды, поэтому гиря полностью утонет в воде. Значит объём воды, вытесненный гирей, будет равен объёму гири. Получается:
F = P = Fт - Fa = mg - p(воды)*g*V(гири)
m = p(чугуна)*V(гири) => F = p(чугуна)*V(гири)*g -
p(воды)*g*V(гири) = V(гири)*g*(p(чугуна) - р(воды))
V(гири) = m/p(чугуна) => F = (m/p(чугуна))*g*(p(чугуна) - р(воды)) = (16/7000)*10*(7000 - 1000) = (16/7000)*10*6000 = (160/7)*6 = 960/7 = 137,142... = 137 Н
ответ: 137 Н.
Ер = 4,9·1,6·10⁻¹⁹ = 7,84·10⁻¹⁹ Дж.