Дано: V = 20 см^3 = 20 * 10^-6 м^3 h = 15 м плотность_гранита = 2700 кг/м^3 (табличное значение) плотность_воды = 1000 кг/м^3 g = 9.8 м/с^2
Найти: A - работа всех сил
Решение:
Камешек двигается равномерно, значит, равнодействующая всех сил, действующих на него, равна нулю.
Силы, действующие на камешек: сила тяжести, сила Архимеда и сила сопротивления.
Работа результирующей силы равна нулю, так как она равна нулю (потому что движение равномерное).
Работа всех сил, действующих на камешек - это сумма работ силы тяжести, силы Архимеда и силы сопротивления.
Работа силы тяжести: A_тяж = F_тяж * h = m * g * h, где m - масса камня.
Масса камня: m = плотность_гранита * V = 2700 кг/м^3 * 20 * 10^-6 м^3 = 54 * 10^-3 кг = 0.054 кг
A_тяж = 0.054 кг * 9.8 м/с^2 * 15 м = 7.938 Дж
Работа силы Архимеда: A_арх = -F_арх * h = -плотность_воды * g * V * h
A_арх = -1000 кг/м^3 * 9.8 м/с^2 * 20 * 10^-6 м^3 * 15 м = -2.94 Дж
Работа силы сопротивления, так как результирующая сила равна нулю, то работа всех сил равна нулю: A = A_тяж + A_арх + A_сопр = 0 A_сопр = - A_тяж - A_арх A_сопр = -7.938 - (-2.94) = -7.938 + 2.94 = -4.998 Дж
Проверка: A_тяж + A_арх + A_сопр = 7.938 - 2.94 - 4.998 = 0
Работа всех сил равна нулю, так как камешек движется с постоянной скоростью.
Ответ: A = 0 Дж